Baltymų biosintezė vyksta visuose organuoseaudinių ir ląstelių. Didžiausias baltymų kiekis yra sintezuojamas kepenyse. Ribosomos atlieka baltymų biosintezę. Pagal ribosomos cheminę prigimtį, nukleoproteinai sudaro RNR (50-65%) ir baltymai (35-50%). Ribonukleino rūgštis yra neatskiriama granuliuoto endoplazminio tinklelio dalis, kurioje vyksta sintezuotų baltymų molekulių biosintezė ir judėjimas.
Ląstelėje esančios ribosomos yra nuo 3 iki 100 vienetų - polisomų (poliribosomų) grupių. Ribosomos paprastai yra tarpusavyje sujungtos tam tikrais siūlais, matomais elektronų mikroskopu - i-RNR.
Kiekviena ribosoma gali sintezuoti vieną polipeptido grandinę nepriklausomai, kelių tokių grandinių ir baltymų molekulių grupę.
Baltymų biosintezės etapai
Aminorūgščių aktyvinimas.Aminorūgštys patenka į ekstraląstelinio skysčio hialoplazmą dėl difuzijos, osmoso ar aktyvaus perdavimo. Kiekvienas amino ir imino rūgšties tipas sąveikauja su atskiru fermentu - aminoacilo sinteze. Reakciją aktyvuoja magnio, mangano, kobalto katijonai. Yra aktyvuota aminorūgštis.
Baltymų biosintezė (antrasis etapas) - sąveika irjunginio aktyvuota aminorūgštis su tRNR. Aktyvuotos aminorūgštys (aminoacilo adenilatas) perkeliamos į citoplazminę t-RNR, naudojant fermentus. Procesą katalizuoja aminoacil-RNR sintetazės. Aminorūgščių liekana karboksilo grupėje yra susieta su ribozės nukleotido t-RNR hidroksilo antruoju anglies atomu.
Baltymų biosintezė (trečiasis etapas) - transportavimaskompleksinė aktyvuota aminorūgštis su tRNR ląstelių ribosomose. Amino rūgštis yra susijusi su t-RNR, perduodama iš hialoplazmos į ribosomą. Procesą katalizuoja specifiniai fermentai, kurių organizme yra ne mažiau kaip 20, o kai kurias aminorūgštis transportuoja keli t-RNR (pavyzdžiui, valinas ir leucinas - trys t-RNR). Šiame procese naudojama GTP ir ATP energija. Ketvirtasis biosintezės etapas pasižymi aminoacil-t-RNR prisijungimu prie i-RNR-ribosomų komplekso. Aminoacil-t-RNR, atėjusi į ribosomą, sąveikauja su i-RNR. Kiekviena t-RNR turi vietą, susidedančią iš trijų nukleotidų - antikodono. I-RNR jis atitinka regioną, kuriame yra trys nukleotidai - kodonas. Kiekvienas kodonas atitinka antikodono t-RNR ir vieną aminorūgštį. Biosintezės metu aminorūgštys yra prijungtos prie ribosomų kaip aminoacil-tRNR, kurios vėliau formuojamos polipeptidinėje grandinėje tokiu būdu, kurį nustato kodonų išdėstymas mRNR.
Kitas baltymų biosintezės etapas yra inicijavimaspolipeptido grandinę. Po to, kai dvi gretimos aminoacil-t-RNR su jų antododonais prisijungė prie i-RNR kodonų, sudaromos sąlygos polipeptido grandinės sintezei. Sukuriama peptido jungtis. Šiuos procesus katalizuoja peptidų sintezės, aktyvuotos Mg katijonų ir baltymų iniciacijos faktorių F1, F2, F3. Cheminės energijos šaltinis yra guanozino trifosfato rūgštis.
Polipeptidinės grandinės nutraukimas.Ribosomas, kurio paviršiuje yra sintezuota polipeptidinė grandinė, pasiekia m-RNR grandinės pabaigą, tada „išjungia“. I-RNR priešingame gale jo vietoje yra sujungta nauja ribosoma, kuri sintezuoja kitą polipeptido molekulę. Polipeptido grandinė yra atskirta nuo ribosomos ir išsiskiria į hialoplazmą. Ši reakcija atliekama naudojant specifinį atpalaidavimo faktorių (R faktorių), kuris yra prijungtas prie ribosomos ir palengvina esterio jungties hidrolizę tarp polipeptido ir t-RNR.
Hialoplazmoje susidaro polipeptidinės grandinėspaprasti ir sudėtingi baltymai. Susidaro baltymų molekulės antrinės, tretinės ir daugeliu atveju ketvirtinės struktūros. Taigi, ląstelėje vyksta baltymų biosintezė.
