La vida és un procés d'existència de molècules de proteïnes. Així ho expressen molts científics, convençuts que la proteïna és la base de tots els éssers vius. Aquests judicis són absolutament correctes, perquè aquestes substàncies de la cèl·lula tenen el major nombre de funcions bàsiques. Tots els altres compostos orgànics juguen el paper de substrats energètics, i l'energia torna a ser necessària per a la síntesi de molècules de proteïnes.
La capacitat del cos per sintetitzar proteïnes
No tots els organismes existents són capaços de sintetitzar proteïnes en una cèl·lula. Els virus i alguns tipus de bacteris no poden formar proteïnes, i per tant són paràsits i reben les substàncies necessàries de la cèl·lula hoste. Altres organismes, incloses les cèl·lules procariotes, són capaços de sintetitzar proteïnes. Totes les cèl·lules humanes, animals, vegetals, fongs, gairebé tots els bacteris i protistes viuen de la capacitat de biosíntesi de proteïnes. Això és necessari per a la implementació de funcions de formació d'estructura, protecció, receptor, transport i altres.
Resposta escènicabiosíntesi de proteïnes
L'estructura d'una proteïna està codificada en àcid nucleic (ADN o ARN) en forma de codons. Es tracta d'informació hereditària que es reprodueix cada vegada que una cèl·lula necessita una nova substància proteica. L'inici de la biosíntesi és la transferència d'informació al nucli sobre la necessitat de sintetitzar una nova proteïna amb propietats ja donades.
Com a resposta a això, es desspira una secció d'àcid nucleic, on es codifica la seva estructura. Aquest lloc es duplica per l'ARN missatger i es transfereix als ribosomes. Són els responsables de construir una cadena polipeptídica basada en una matriu - ARN missatger. Breument, totes les etapes de la biosíntesi es presenten de la següent manera:
- transcripció (l'etapa de duplicació del segment d'ADN amb l'estructura de la proteïna codificada);
- processament (formació d'ARN missatger);
- traducció (síntesi de proteïnes en una cèl·lula basada en l'ARN missatger);
- modificació post-traduccional ("maduració" del polipèptid, formació de la seva estructura tridimensional).
Transcripció d'àcids nucleics
Tota la síntesi de proteïnes en una cèl·lula la duen a terme els ribosomes, i la informació sobre les molècules està continguda en l'àcid nucleic (ARN o ADN). Es localitza en els gens: cada gen és una proteïna específica. Els gens contenen informació sobre la seqüència d'aminoàcids d'una nova proteïna. En el cas de l'ADN, l'eliminació del codi genètic es realitza de la següent manera:
- comença l'alliberament del lloc d'àcid nucleic de les histones, es produeix la despiralització;
- ADN polimerasaduplica la secció d'ADN que emmagatzema el gen de la proteïna;
- La secció duplicadaés un precursor de l'ARN missatger, que és processat per enzims per eliminar insercions no codificants (la síntesi d'ARNm es realitza a partir d'aquesta).
A partir de l'ARN pro-informació, es sintetitza l'ARNm. Ja és una matriu, després de la qual es produeix la síntesi de proteïnes a la cèl·lula als ribosomes (al reticle endoplasmàtic rugós).
Síntesi de proteïnes ribosòmiques
Message RNA té dos extrems, que estan disposats com 3`-5`. La lectura i la síntesi de proteïnes dels ribosomes comença a l'extrem 5' i continua fins a l'intró, una regió que no codifica cap dels aminoàcids. Va així:
- l'ARN missatger "encadena" al ribosoma, enllaça el primer aminoàcid;
- el ribosoma es desplaça al llarg de l'ARN missatger per un codó;
- transfer RNA proporciona l'alfa-aminoàcid desitjat (codificat pel codó d'ARNm donat);
- un aminoàcid s'uneix a l'aminoàcid inicial per formar un dipèptid;
- a continuació, l'ARNm es torna a desplaçar un codó, s'introdueix un aminoàcid alfa i s'uneix a la cadena peptídica en creixement.
Un cop el ribosoma arriba a l'intró (inserció no codificant), l'ARN missatger només avança. Aleshores, a mesura que l'ARN missatger avança, el ribosoma torna a arribar a l'exó, el lloc la seqüència de nucleòtids del qual correspon a una determinadaaminoàcid.
A partir d'aquest punt, torna a començar l'addició de monòmers proteics a la cadena. El procés continua fins que apareix el següent intró o fins al codó de parada. Aquest últim atura la síntesi de la cadena polipeptídica, després de la qual es considera completa l'estructura primària de la proteïna i comença l'etapa de modificació postsintètica (post-traduccional) de la molècula.
Modificació posterior a la traducció
Després de la traducció, la síntesi de proteïnes es produeix a les cisternes del reticle endoplasmàtic llis. Aquest últim conté un petit nombre de ribosomes. En algunes cèl·lules, poden estar completament absents al RES. Aquestes àrees són necessàries per formar primer una estructura secundària, després una terciària o, si es programa, una estructura quaternària.
Tota la síntesi de proteïnes a la cèl·lula es produeix amb la despesa d'una gran quantitat d'energia ATP. Per tant, tots els altres processos biològics són necessaris per mantenir la biosíntesi de proteïnes. A més, una part de l'energia és necessària per a la transferència de proteïnes a la cèl·lula mitjançant transport actiu.
Moltes de les proteïnes es transfereixen d'una ubicació a una altra de la cèl·lula per modificar-les. En particular, la síntesi de proteïnes post-traduccional es produeix al complex de Golgi, on un domini de carbohidrats o lípids s'uneix a un polipèptid d'una determinada estructura.
