Yaşam, protein moleküllerinin var olma sürecidir. Proteinin tüm canlıların temeli olduğuna inanan birçok bilim adamı bunu böyle ifade ediyor. Bu yargılar kesinlikle doğrudur, çünkü hücredeki bu maddeler en fazla sayıda temel işleve sahiptir. Diğer tüm organik bileşikler, enerji substratlarının rolünü oynar ve protein moleküllerinin sentezi için yine enerji gereklidir.
Vücudun protein sentezleme yeteneği
Var olan tüm organizmalar bir hücrede protein sentezleyemez. Virüsler ve bazı bakteri türleri protein oluşturamazlar ve bu nedenle parazittirler ve gerekli maddeleri konakçı hücreden alırlar. Prokaryotik hücreler de dahil olmak üzere diğer organizmalar, proteinleri sentezleme yeteneğine sahiptir. Tüm insan, hayvan, bitki, mantar hücreleri, hemen hemen tüm bakteri ve protistler, protein biyosentez yeteneği ile yaşarlar. Bu, yapı oluşturan, koruyucu, alıcı, taşıma ve diğer işlevlerin uygulanması için gereklidir.
Sahne yanıtıprotein biyosentezi
Bir proteinin yapısı nükleik asitte (DNA veya RNA) kodonlar şeklinde kodlanır. Bu, bir hücrenin her yeni protein maddesine ihtiyaç duyduğunda yeniden üretilen kalıtsal bilgidir. Biyosentezin başlangıcı, zaten verilen özelliklere sahip yeni bir proteinin sentezlenmesi ihtiyacı hakkında çekirdeğe bilgi aktarımıdır.
Buna yanıt olarak, yapısının kodlandığı bir nükleik asit bölümü despiralize edilir. Bu yer, haberci RNA tarafından kopyalanır ve ribozomlara aktarılır. Bir matris - haberci RNA'ya dayalı bir polipeptit zinciri oluşturmaktan sorumludurlar. Kısaca biyosentezin tüm aşamaları şu şekilde sunulmuştur:
- transkripsiyon (kodlanmış protein yapısıyla DNA segmentinin ikiye katlanması aşaması);
- işleme (mesajcı RNA oluşumu);
- translation (hücrede haberci RNA'ya dayalı protein sentezi);
- translasyonel modifikasyon ("polipeptidin olgunlaşması", üç boyutlu yapısının oluşumu).
Nükleik asit transkripsiyonu
Hücredeki tüm protein sentezi ribozomlar tarafından gerçekleştirilir ve moleküller hakkındaki bilgiler nükleik asitte (RNA veya DNA) bulunur. Genlerde bulunur: her gen spesifik bir proteindir. Genler, yeni bir proteinin amino asit dizisi hakkında bilgi içerir. DNA durumunda, genetik kodun çıkarılması şu şekilde gerçekleştirilir:
- Nükleik asit bölgesinin histonlardan salınması başlar, despiralizasyon meydana gelir;
- DNA polimerazprotein genini depolayan DNA bölümünü ikiye katlar;
- çift bölüm, kodlamayan ekleri çıkarmak için enzimler tarafından işlenen mesajcı RNA'nın bir öncüsüdür (mRNA sentezi bunun temelinde gerçekleştirilir).
Ön bilgi RNA'sına dayalı olarak, mRNA sentezlenir. Zaten bir matristir, bundan sonra hücrede protein sentezi ribozomlarda (kaba endoplazmik retikulumda) gerçekleşir.
Ribozomal protein sentezi
Mesaj RNA'sının 3`-5` şeklinde düzenlenmiş iki ucu vardır. Ribozomlardaki proteinlerin okunması ve sentezi 5' ucunda başlar ve amino asitlerin hiçbirini kodlamayan introna kadar devam eder. Böyle gider:
- haberci RNA ribozoma "ipler", ilk amino asidi bağlar;
- ribozom, haberci RNA boyunca bir kodon ile yer değiştirir;
- transfer RNA, istenen (verilen mRNA kodonu tarafından kodlanan) alfa-amino asidi sağlar;
- bir amino asit, bir dipeptit oluşturmak için başlangıç amino asidine katılır;
- sonra mRNA tekrar bir kodon kaydırılır, bir alfa amino asit getirilir ve büyüyen peptit zincirine katılır.
Ribozom introna (kodlayıcı olmayan ek) ulaştığında, haberci RNA hareket etmeye devam eder. Daha sonra, haberci RNA ilerledikçe, ribozom tekrar ekzona ulaşır - nükleotid dizisi belirli bir eksona karşılık gelir.amino asit.
Bu noktadan sonra zincire protein monomerlerinin eklenmesi yeniden başlar. İşlem, bir sonraki intron görünene veya durdurma kodonuna kadar devam eder. İkincisi, polipeptit zincirinin sentezini durdurur, ardından proteinin birincil yapısının tamamlanmış olduğu kabul edilir ve molekülün post-sentetik (translasyon sonrası) modifikasyonu aşaması başlar.
Çeviri sonrası değişiklik
Çeviriden sonra, pürüzsüz endoplazmik retikulumun sarnıçlarında protein sentezi gerçekleşir. İkincisi az sayıda ribozom içerir. Bazı hücrelerde, RES'de tamamen bulunmayabilirler. Bu tür alanlara önce ikincil, sonra üçüncül veya programlanmışsa dörtlü bir yapı oluşturmak için ihtiyaç vardır.
Hücredeki tüm protein sentezi, büyük miktarda ATP enerjisinin harcanmasıyla gerçekleşir. Bu nedenle, protein biyosentezini sürdürmek için diğer tüm biyolojik işlemlere ihtiyaç vardır. Ayrıca, aktif taşıma ile hücredeki proteinlerin transferi için de enerjinin bir kısmına ihtiyaç vardır.
Proteinlerin çoğu, modifikasyon için hücredeki bir konumdan diğerine aktarılır. Özellikle, translasyon sonrası protein sentezi, belirli bir yapıya sahip bir polipeptide bir karbonhidrat veya lipit alanının eklendiği Golgi kompleksinde meydana gelir.
