Het leven is een proces van bestaan van eiwittenmoleculen. Zo uiten veel wetenschappers zich erover, die ervan overtuigd zijn dat proteïne de basis is van alle levende wezens. Deze oordelen zijn absoluut correct, omdat deze stoffen in de cel het grootste aantal basisfuncties hebben. Alle andere organische verbindingen spelen de rol van energiesubstraten en voor de synthese van eiwitmoleculen is weer energie nodig.
Het vermogen van het lichaam om eiwitten te synthetiseren
Niet alle bestaande organismen zijn daartoe in staatvoer de synthese van eiwitten in de cel uit. Virussen en sommige soorten bacteriën kunnen geen eiwitten vormen en zijn daarom parasieten en krijgen de nodige stoffen van de gastheercel. Andere organismen, waaronder prokaryote cellen, zijn in staat eiwitten te synthetiseren. Alle cellen van mensen, dieren, planten, schimmels, bijna alle bacteriën en protisten leven dankzij het vermogen van eiwitbiosynthese. Dit is nodig voor de implementatie van structuurvormende, beschermende, receptor-, transport- en andere functies.
Stapsgewijze karakterisering van de biosynthese van eiwitten
De structuur van het eiwit wordt gecodeerd in het nucleïnezuurzuur (DNA of RNA) in de vorm van codons. Dit is erfelijke informatie die wordt gereproduceerd elke keer dat een cel een nieuwe eiwitstof nodig heeft. Het begin van biosynthese is de overdracht van informatie naar de kern over de noodzaak om een nieuw eiwit te synthetiseren met reeds gespecificeerde eigenschappen.
Als reactie hierop wordt het gebied ontmoedigd.nucleïnezuur, waarvan de structuur wordt gecodeerd. Deze site wordt gedupliceerd door boodschapper-RNA en overgebracht naar het ribosoom. Ze zijn verantwoordelijk voor het bouwen van een polypeptideketen op basis van een sjabloon - boodschapper-RNA. In het kort worden alle stadia van biosynthese als volgt gepresenteerd:
- transcriptie (het stadium van verdubbeling van een DNA-sectie met een gecodeerde eiwitstructuur);
- verwerking (stadium van informatie-RNA-vorming);
- translatie (synthese van eiwitten in een cel op basis van boodschapper-RNA);
- posttranslationele modificatie ("rijping" van het polypeptide, de vorming van zijn bulkstructuur).
Transcriptie van nucleïnezuur
Alle eiwitsynthese in de cel wordt uitgevoerdribosomen en informatie over moleculen zit in nucleïnezuur (RNA of DNA). Het zit in genen: elk gen is een specifiek eiwit. De genen bevatten informatie over de aminozuursequentie van het nieuwe eiwit. In het geval van DNA wordt de verwijdering van de genetische code als volgt uitgevoerd:
- de afgifte van de nucleïnezuurplaats uit histonen begint, despiralisatie treedt op;
- DNA-polymerase verdubbelt het deel van het DNA waarin het eiwitgen is opgeslagen;
- de verdubbelde site is een voorloper van boodschapper-RNA, dat wordt verwerkt door enzymen om niet-coderende inserts te verwijderen (op basis daarvan wordt mRNA gesynthetiseerd).
Op basis van pro-informatie-RNA wordt mRNA gesynthetiseerd. Het is al een matrix, waarna de synthese van eiwitten in de cel plaatsvindt op de ribosomen (in het ruwe endoplasmatisch reticulum).
Ribosomale eiwitsynthese
Messenger RNA heeft twee uiteinden, namelijkuitgegeven als 3 '- 5'. Het lezen en synthese van eiwitten op ribosomen begint vanaf het 5'-uiteinde en gaat door tot aan het intron - een gebied dat niet codeert voor een van de aminozuren. Het werkt als volgt:
- boodschapper-RNA wordt op het ribosoom "geregen", hecht het eerste aminozuur;
- het ribosoom wordt in boodschapper-RNA door één codon verplaatst;
- het transport-RNA levert het gewenste (gecodeerd door dit mRNA-codon) alfa-aminozuur;
- het aminozuur bindt aan het uitgangsaminozuur om een dipeptide te vormen;
- dan wordt het mRNA weer één codon verschoven, het alfa-aminozuur wordt ingebracht en vastgemaakt aan de groeiende peptideketen.
Zodra het ribosoom het intron bereikt(niet-coderend tussenvoegsel), boodschapper-RNA gaat gewoon verder. Vervolgens, naarmate het boodschapper-RNA voortschrijdt, bereikt het ribosoom opnieuw het exon, een gebied waarvan de nucleotidesequentie overeenkomt met een specifiek aminozuur.
Deelnemen begint opnieuw vanaf deze plekeiwitmonomeren aan de keten. Het proces gaat door totdat het volgende intron verschijnt of tot het stopcodon. Dit laatste stopt de synthese van de polypeptideketen, waarna de primaire structuur van het eiwit als voltooid wordt beschouwd en het stadium van postsynthetische (posttranslationele) modificatie van het molecuul begint.
Post-translationele modificatie
Na vertaling vindt eiwitsynthese plaats inreservoirs van het gladde endoplasmatisch reticulum. De laatste bevat een kleine hoeveelheid ribosomen. In sommige cellen zijn ze mogelijk volledig afwezig in de RES. Dergelijke gebieden zijn nodig om eerst een secundaire, dan een tertiaire of, indien geprogrammeerd, een quartaire structuur te vormen.
Alle eiwitsynthese in de cel vindt plaats tegen een vergoedingeen enorme hoeveelheid ATP-energie. Daarom zijn alle andere biologische processen nodig om de biosynthese van eiwitten in stand te houden. Bovendien is een deel van de energie nodig om eiwitten in de cel te transporteren door actief transport.
Veel van de eiwitten worden vanaf één locatie getransporteerdcellen naar een andere voor wijziging. In het bijzonder vindt posttranslationele eiwitsynthese plaats in het Golgi-complex, waar een koolhydraat- of lipidedomein is gehecht aan een polypeptide met een bepaalde structuur.
