La biosynthèse des protéines se produit dans tous les organestissus et cellules. La plus grande quantité de protéines est synthétisée dans le foie. Les ribosomes effectuent la biosynthèse des protéines. De par leur nature chimique, les ribosomes sont des nucléoprotéines, constituées d'ARN (50-65%) et de protéines (35-50%). L'acide ribonucléique est un composant du réticulum endoplasmique granulaire, où la biosynthèse et le mouvement des molécules de protéines synthétisées ont lieu.
Les ribosomes dans une cellule se présentent sous la forme d'amas de 3 à 100 unités - un polysome (polyribosome). Les ribosomes sont généralement reliés les uns aux autres par une sorte de fil visible au microscope électronique - i-RNA.
Chaque ribosome est capable de synthétiser indépendamment une chaîne polypeptidique, un groupe - plusieurs de ces chaînes et molécules protéiques.
Étapes de la biosynthèse des protéines
Activation des acides aminés. Les acides aminés pénètrent dans le hyaloplasme à partir du liquide intercellulaire à la suite d'une diffusion, d'une osmose ou d'un transfert actif. Chaque type d'acides aminés et imino interagit avec une enzyme individuelle - l'aminoacyl synthétase. La réaction est activée par des cations de magnésium, manganèse, cobalt. Un acide aminé activé est produit.
Biosynthèse des protéines (deuxième étape) - interaction etconnexion d'un acide aminé activé avec l'ARN-t. Les acides aminés activés (aminoacyladénylate) sont transférés par des enzymes vers l'ARN-t cytoplasmique. Le processus est catalysé par des aminoacyl-ARN synthétases. Le reste de l'acide aminé est lié par un groupe carboxyle à l'hydroxyle du deuxième atome de carbone du ribose du nucléotide t-ARN.
Biosynthèse des protéines (troisième étape) - transportcomplexe de l'acide aminé activé avec l'ARN-t dans le ribosome de la cellule. L'acide aminé est associé à l'ARN-t et est transféré du hyaloplasme au ribosome. Le processus est catalysé par des enzymes spécifiques, dont il y en a au moins 20. Certains acides aminés sont transportés par plusieurs ARN-t (par exemple, la valine et la leucine - par trois ARN-t). Ce processus utilise l'énergie du GTP et de l'ATP. La quatrième étape de la biosynthèse est caractérisée par la liaison de l'aminoacyl-t-ARN au complexe m-ARN-ribosome. L'aminoacyl-t-ARN, à l'approche du ribosome, interagit avec l'i-ARN. Chaque ARN-t a une région composée de trois nucléotides - un anticodon. Dans l'i-ARN, cela correspond à une région à trois nucléotides - un codon. Chaque codon a un anticodon t-ARN correspondant et un acide aminé. Au cours de la biosynthèse, les acides aminés sont attachés aux ribosomes sous la forme d'aminoacyl-ARNt, qui sont ensuite formés en une chaîne polypeptidique dans l'ordre déterminé par le placement des codons dans l'i-ARN.
La prochaine étape de la biosynthèse des protéines est l'initiationchaîne polypeptidique. Après que deux aminoacyl-t-ARN adjacents ont attaché leurs anticodons aux codons de l'ARNm, les conditions sont créées pour la synthèse de la chaîne polypeptidique. Une liaison peptidique est formée. Ces processus sont catalysés par des peptides synthétases, activées par des cations Mg et par des facteurs d'initiation de nature protéique F1, F2, F3. La source d'énergie chimique est l'acide guanosine triphosphate.
Terminaison de la chaîne polypeptidique. Le ribosome, à la surface duquel la chaîne polypeptidique a été synthétisée, atteint l'extrémité de la chaîne de l'ARNm, puis en «saute». Un nouveau ribosome est attaché à l'extrémité opposée de l'i-ARN à sa place, qui effectue la synthèse de la molécule polypeptidique suivante. La chaîne polypeptidique est détachée du ribosome et sécrétée dans le hyaloplasme. Cette réaction est réalisée par un facteur de libération spécifique (facteur R), qui est attaché au ribosome et facilite l'hydrolyse de la liaison ester entre le polypeptide et l'ARN-t.
Dans le hyaloplasme à partir de chaînes polypeptidiques se formentprotéines simples et complexes. Des structures secondaires, tertiaires et, dans de nombreux cas, quaternaires de la molécule protéique se forment. Ainsi, la biosynthèse des protéines se produit dans la cellule.
