Organizm potrzebuje wielu substancji, aby zachować zdrowie, a jedną z nich jest białko. Białka, lub po grecku nazywane są protos (przede wszystkim) same w sobie są złożonymi związkami organicznymi o dużej masie cząsteczkowej, które są polimerami monomerów aminokwasów, które są ze sobą połączone (łańcuchy animokwasów) wiązaniami peptydowymi. Cząsteczki białka zawierają węgiel, wodór, tlen, azot, a czasem siarkę i fosfor. Jego rola? jako fundament budynku zwanego ludzkim ciałem. Dlatego jego istnienie jest bardzo ważne. Ale oczywiście białko nie tylko przychodzi. Należy to ustalić, a tworzenie lub synteza białek odbywa się poprzez zaangażowanie wielu „stron”, w tym DNA i RNA.
Zanim więc dowiemy się więcej o tych dwóch rzeczach (DNA i RNA), dobrze jest najpierw poznać znaczenie syntezy białek.
Synteza białek jest w rzeczywistości procesem przekształcania aminokwasów liniowych w białko w organizmie. Tutaj role DNA i RNA są ważne, ponieważ biorą udział w tym procesie. Cząsteczka DNA jest źródłem kodującym kwasy nukleinowe, które mają stać się aminokwasami tworzącymi białka, które nie są bezpośrednio zaangażowane w ten proces. Natomiast cząsteczki RNA są wynikiem transkrypcji cząsteczek DNA w komórce. Ta cząsteczka RNA jest następnie tłumaczona na aminokwasy jako element budulcowy białek.
Istnieją trzy ważne aspekty mechanizmu syntezy białek, a mianowicie lokalizacja syntezy białek w komórkach; mechanizm przenoszenia informacji lub wyniku transformacji z DNA do miejsca syntezy białka; oraz mechanizm oddzielania się aminokwasów tworzących białka w komórce w celu utworzenia określonych białek.
Synteza białek zachodzi w rybosomie, jednym z małych i gęstych organelli w komórce (także jądrze) poprzez wytwarzanie niespecyficznego lub odpowiedniego białka z mRNA, które ulega translacji. Sam rybosom ma średnicę około 20 nm i składa się w 65% z rybosomalnego RNA (rRNA) i 35% z białka rybosomalnego (zwanego rybonukleoproteiną lub RNP).
Proces wytwarzania białka
Zasadniczo komórki wykorzystują informacje genetyczne (geny) zawarte w DNA do tworzenia białek, proces wytwarzania białka lub syntezy białek dzieli się na trzy etapy, a mianowicie transkrypcję, translację i fałdowanie białka.
1. Transkrypcja
Transkrypcja to proces tworzenia RNA z jednego z prążków matrycy DNA (sens DNA). Na tym etapie będzie produkować 3 rodzaje RNA, a mianowicie mRNA, tRNA i rRNA.
Ten etap może mieć miejsce w cytoplazmie poprzez rozpoczęcie procesu otwierania podwójnych łańcuchów, które są własnością DNA, przy pomocy enzymu polimerazy RNA. Na tym etapie istnieje pojedynczy łańcuch, który działa jako łańcuch sensowny, podczas gdy drugi łańcuch pochodzący z pary DNA nazywany jest łańcuchem antysensownym.
Sam etap transkrypcji dzieli się na 3: etapy inicjacji, elongacji i terminacji.
Inicjacja
Polimeraza RNA wiąże się z niciami DNA, zwanymi promotorami, które znajdują się na początku genu. Każdy gen ma swój własny promotor. Po związaniu polimeraza RNA oddziela podwójne nici DNA, zapewniając matrycę lub matrycę dla pojedynczych nici gotowych do transkrypcji.
Wydłużenie
Jedna nić DNA, nić pleśni, działa jako szablon do wykorzystania przez enzym polimerazy RNA. Podczas „odczytywania” tej pleśni polimeraza RNA tworzy z nukleotydu cząsteczkę RNA, tworząc łańcuch, który rośnie z 5 ”do 3”. Transkrypcyjne RNA przenosi te same informacje z nie-matrycowych (kodujących) nici DNA.
Zakończenie
Ta sekwencja sygnalizuje zakończenie transkrypcji RNA. Po transkrypcji polimeraza RNA uwalnia transkrypcję RNA.
2. Tłumaczenie
Translacja to proces sekwencji nukleotydów w mRNA, które ulegają translacji na sekwencje aminokwasowe z łańcucha polipeptydowego. Podczas tego procesu komórka „odczytuje” informacje z informacyjnego RNA (mRNA) i wykorzystuje je do produkcji białka.
Istnieje co najmniej 20 typów aminokwasów potrzebnych do tworzenia białek pochodzących z translacji kodonu mRNA. W mRNA instrukcje tworzenia polipeptydów to nukleotydowe RNA (adenina, uracyl, cytozyna, guanina), które odczytuje się w grupach po trzy nukleotydy, te trzy grupy nazywane są kodonami. Ponadto niektóre z tych aminokwasów będą wytwarzać specyficzne łańcuchy polipeptydowe, a później będą tworzyć specyficzne białka.
Sam proces tłumaczenia podzielony jest na 3 etapy:
Początkowy etap lub inicjacja
Na tym etapie rybosom gromadzi się wokół odczytywanego mRNA i pierwszego tRNA zawierającego aminokwas metioninę (który pasuje do kodonu start, AUG). Ta sekcja jest potrzebna, aby można było rozpocząć fazę tłumaczenia.
Wydłużenie lub przedłużenie łańcucha
Jest to etap, na którym wydłuża się łańcuch aminokwasów. Tutaj mRNA jest odczytywany po jednym kodonie na raz, a aminokwas odpowiadający kodonowi jest dodawany do łańcucha białkowego. Podczas elongacji tRNA przemieszcza się obok miejsc A, P i E rybosomu. Ten proces jest powtarzany w kółko, gdy odczytywane są nowe kodony i do łańcucha dodawane są nowe aminokwasy.
Zakończenie
Jest to etap, na którym uwalnia się łańcuch polipeptydowy. Proces ten rozpoczyna się, gdy kodon stop (UAG, UAA lub UGA) wchodzi do rybosomu, oddzielając łańcuch polipeptydowy od tRNA i opuszczając rybosom.
3. Składanie białka
Nowo zsyntetyzowany łańcuch polipeptydowy nie działa, dopóki nie przejdzie pewnych modyfikacji strukturalnych, takich jak dodanie węglowodanów ogona (glikozylacja), lipidów, grup prostetycznych itp., Aby być funkcjonalnym, jest przeprowadzany przez modyfikację potranslacyjną i białko składanie.
Fałdowanie białek dzieli się na cztery poziomy, a mianowicie poziom podstawowy (liniowe łańcuchy polipeptydowe); poziom pośredni (arkusz harmonijkowy α i β); poziom trzeci (forma włóknista i okrągła); i poziom czwartorzędowy (kompleks białkowy z dwiema lub więcej podjednostkami.
Uwaga
Istnieje 61 znanych kodonów aminokwasów. Każdy kodon jest „odczytywany” w celu zbudowania określonego aminokwasu z 20 aminokwasów normalnie występujących w białkach.
Jeden kodon, a mianowicie AUG, pełni funkcję budowania aminokwasu metioniny, a także działa jako kodon startowy zasygnalizować rozpoczęcie produkcji białek.
Uwzględniono trzy kodony, które nie tworzą aminokwasów, zwane kodonami stop UAA, UAG, i UGA. Wszystkie trzy informują komórkę, kiedy produkcja polipeptydu została zakończona.
