Biosyntéza proteínov je nesmierne dôležitápre bunku. Pretože proteíny sú komplexné látky, ktoré hrajú hlavnú úlohu v tkanivách, sú nenahraditeľné. Z tohto dôvodu je v bunke implementovaný celý reťazec procesov biosyntézy proteínov, ktorý prebieha vo viacerých organelách. Toto zaručuje bunke reprodukciu a existenciu.
Podstata procesu proteínovej biosyntézy
Jediné miesto pre syntézu proteínov jehrubé endoplazmatické retikulum. Tu sa nachádza väčšina ribozómov, ktoré sú zodpovedné za tvorbu polypeptidového reťazca. Pred začatím fázy translácie (proces syntézy proteínov) je však potrebná aktivácia génu, ktorý ukladá informácie o proteínovej štruktúre. Potom je potrebné kopírovať túto časť DNA (alebo RNA, ak sa zvažuje bakteriálna biosyntéza).
Po skopírovaní DNA je potrebný proces vytvoreniainformačná RNA. Na jeho základe sa uskutoční syntéza proteínového reťazca. Navyše všetky fázy, ktoré sa vyskytujú so zapojením nukleových kyselín, sa musia vyskytovať v bunkovom jadre. To však nie je miesto, kde prebieha syntéza proteínov. Toto je miesto, kde sa vykonáva príprava na biosyntézu.
Biosyntéza ribozomálnych proteínov
Hlavným miestom syntézy proteínov jeje to ribozóm, bunková organela zložená z dvoch podjednotiek. V bunke je veľké množstvo takýchto štruktúr a nachádzajú sa hlavne na membránach hrubého endoplazmatického retikula. Samotná biosyntéza nastáva nasledovne: messengerová RNA, ktorá sa tvorí v jadre bunky, opúšťa jadrové póry do cytoplazmy a stretáva sa s ribozómom. Potom je mRNA tlačená do medzery medzi ribozomálnymi podjednotkami, po ktorej je fixovaná prvá aminokyselina.
Na miesto, kde prebieha syntéza bielkovínaminokyseliny sa dodávajú pomocou transportnej RNA. Jedna takáto molekula môže poskytnúť naraz jednu aminokyselinu. Pripojujú sa postupne v závislosti od sekvencie kodónov messenger RNA. Syntéza sa môže na chvíľu zastaviť.
Pri pohybe pozdĺž mRNA môže ribozóm vstúpiťdo oblastí (intrónov), ktoré nekódujú aminokyseliny. V týchto miestach sa ribozóm jednoducho pohybuje pozdĺž mRNA, ale nenastáva pripojenie aminokyselín k reťazcu. Len čo ribozóm dosiahne exón, to znamená oblasť, ktorá kóduje kyselinu, potom sa znova pripojí k polypeptidu.
Postsyntetická modifikácia proteínov
Keď ribozóm dosiahne stop kodónmessenger RNA proces priamej syntézy je dokončený. Výsledná molekula má však primárnu štruktúru a ešte nemôže vykonávať funkcie, ktoré sú pre ňu vyhradené. Aby molekula mohla úplne fungovať, musí sa usporiadať do špecifickej štruktúry: sekundárna, terciárna alebo ešte komplexnejšia - kvartérna.
Štruktúrna organizácia proteínov
Sekundárna štruktúra - prvá etapa štrukturálnejorganizáciami. Aby sa to dosiahlo, musí byť primárny polypeptidový reťazec špirálovitý (tvoria alfa-helixy) alebo sa musí ohýbať (vytvárať beta-vrstvy). Potom, aby molekula zaberala po celej dĺžke ešte menej miesta, sa molekula ešte viac stiahne a stočí sa do gule vďaka vodíkovým, kovalentným a iónovým väzbám, ako aj medziatómovým interakciám. Takto sa získa globulárna štruktúra proteínu.
Kvartérna štruktúra proteínov
Kvartérna štruktúra je najkomplexnejšia zo všetkých.Skladá sa z niekoľkých oblastí s globulárnou štruktúrou, spojených fibrilárnymi polypeptidovými vláknami. Terciárne a kvartérne štruktúry môžu navyše obsahovať sacharidový alebo lipidový zvyšok, čo rozširuje spektrum proteínových funkcií. Najmä glykoproteíny, komplexné zlúčeniny bielkovín a uhľohydrátov, sú imunoglobulíny a majú ochrannú funkciu. Glykoproteíny sa tiež nachádzajú na bunkových membránach a fungujú ako receptory. Molekula však nie je modifikovaná tam, kde dochádza k syntéze proteínov, ale v hladkom endoplazmatickom retikulu. Tu existuje možnosť lipidov, kovov a sacharidov pripojiť sa k proteínovým doménam.
