Biosyntéza bielkovín sa vyskytuje vo všetkých orgánochtkanív a buniek. Najväčšie množstvo bielkovín sa syntetizuje v pečeni. Ribozómy uskutočňujú biosyntézu bielkovín. Svojou chemickou povahou sú ribozómy nukleoproteíny pozostávajúce z RNA (50 - 65%) a bielkovín (35 - 50%). Ribonukleová kyselina je podstatnou súčasťou granulárneho endoplazmatického retikula, kde prebieha biosyntéza a pohyb syntetizovaných proteínových molekúl.
Ribozómy v bunke sú vo forme zhlukov od 3 do 100 jednotiek - polizóm (polyribozóm). Ribozómy sú zvyčajne vzájomne prepojené akousi niťou viditeľnou pod elektrónovým mikroskopom - i-RNA.
Každý ribozóm je schopný syntetizovať nezávisle jeden polypeptidový reťazec, skupinu - niekoľko takýchto reťazcov a molekúl proteínov.
Fázy biosyntézy bielkovín
Aktivácia aminokyselín.Aminokyseliny vstupujú do hyaloplazmy z medzibunkovej tekutiny v dôsledku difúzie, osmózy alebo aktívneho prenosu. Každý typ aminokyselín a imino kyselín interaguje s individuálnym enzýmom - aminoacyl syntetázou. Reakcia sa aktivuje katiónmi horčíka, mangánu, kobaltu. Produkuje sa aktivovaná aminokyselina.
Biosyntéza bielkovín (druhá etapa) - interakcia aspojenie aktivovanej aminokyseliny s t-RNA. Aktivované aminokyseliny (aminoacyladenylát) sa prenášajú enzýmami na t-RNA cytoplazmy. Proces je katalyzovaný aminoacyl-RNA syntetázami. Zvyšok aminokyseliny je spojený karboxylovou skupinou s hydroxylom druhého uhlíkového atómu ribózy t-RNA nukleotidu.
Biosyntéza bielkovín (tretia etapa) - transportkomplex aktivovanej aminokyseliny s t-RNA v ribozóme bunky. Aminokyselina je spojená s t-RNA a je prenášaná z hyaloplazmy do ribozómu. Proces je katalyzovaný špecifickými enzýmami, ktorých je v tele najmenej 20. Niektoré aminokyseliny sú transportované niekoľkými t-RNA (napríklad valín a leucín - tromi t-RNA). Tento proces využíva energiu GTP a ATP. Štvrtý stupeň biosyntézy je charakterizovaný väzbou aminoacyl-t-RNA na m-RNA-ribozómový komplex. Aminoacyl-t-RNA, približujúca sa k ribozómu, interaguje s i-RNA. Každá t-RNA má oblasť troch nukleotidov - antikodón. V i-RNA zodpovedá oblasti s tromi nukleotidmi - kodónom. Každý kodón má zodpovedajúci t-RNA antikodón a jednu aminokyselinu. V priebehu biosyntézy sú aminokyseliny pripojené k ribozómom vo forme aminoacyl-tRNA, ktoré sa následne formujú do polypeptidového reťazca v poradí určenom umiestnením kodónov do i-RNA.
Ďalším stupňom biosyntézy bielkovín je iniciáciapolypeptidový reťazec. Potom, čo dve susedné aminoacyl-t-RNA pripojili svoje antikodóny k m-RNA kodónom, boli vytvorené podmienky pre syntézu polypeptidového reťazca. Vytvorí sa peptidová väzba. Tieto procesy sú katalyzované peptidovými syntetázami, aktivovanými Mg katiónmi a faktormi iniciácie proteínovej povahy F1, F2, F3. Zdrojom chemickej energie je kyselina guanozín trifosfátová.
Ukončenie polypeptidového reťazca.Ribozóm, na ktorého povrchu bol syntetizovaný polypeptidový reťazec, dosahuje koniec m-RNA reťazca a potom z neho „odskočí“. Na opačnom konci i-RNA na svojom mieste je pripojený nový ribozóm, ktorý uskutočňuje syntézu nasledujúcej molekuly polypeptidu. Polypeptidový reťazec je odpojený od ribozómu a vylučovaný do hyaloplazmy. Táto reakcia sa uskutočňuje pomocou špecifického faktora uvoľňovania (faktor R), ktorý je pripojený k ribozómu a uľahčuje hydrolýzu esterovej väzby medzi polypeptidom a t-RNA.
V hyaloplazme sa tvoria polypeptidové reťazcejednoduché a zložité bielkoviny. Vznikajú sekundárne, terciárne a v mnohých prípadoch kvartérne štruktúry molekuly proteínu. V bunke teda nastáva biosyntéza bielkovín.
