Katere strukture in molekule so neposredno vključene v proces sinteze beljakovin?

Beljakovine so življenjsko pomembne snovi za vsak organizem. Sodelujejo v vseh metabolnih procesih v celici, so strukturne komponente organov in tkiv, delujejo kot signalne molekule. V procesu sinteze beljakovin so neposredno vpleteni številni encimi, pa tudi celični organeli in jedro.

Faze sinteza beljakovin: biološka kemija

Mehanizem izdelave beljakovinske molekule je zelo zapleten in zahteva veliko število dejavnikov. Peptidi sestavljajo več molekul aminokislin, njihovo število pa se spreminja v zelo velikem obsegu.

Pravilno delovanje proteina je odvisno od konformacije molekule, pa tudi od števila aminokislin in njihovih pravilnih zaporedij v peptidu. Informacije o tem zaporedju so shranjene v DNK in njena kršitev zaradi mutacij in drugih dejavnikov lahko vodi do izključitve vitalnih proteinov in celične smrti.

Obstajajo naslednje faze sintezo beljakovin v celici:

1. Transkripcija.

2. Prevod.

Prva faza: transkripcija

V procesu sinteze proteinov so neposredno vključene molekule nukleinske kisline. DNA kot repozitorija vseh genskih informacij kodira s pomočjo svojih strukturnih nukleotidov zaporedje prihodnjega peptida. Začnejo s začetnim kodonom (tripletom) in se končajo s terminalom ena, informacije o beljakovinah se preberejo do druge nukleinske kisline - RNK. Ta enojna molekula se transportira skozi pore v jedru v citoplazem celice.

Če je v evkariontih proces transkripcije konjugiran s sodelovanjem jedra, potem v prokariotih njegova odsotnost poenostavlja sintezo peptida. RNA, ki se tvori na bakterijskem kromosomu, se takoj predeluje in se pridruži ribosomom.

Encimi igrajo ključno vlogo pri nastajanju in sintezi RNK na matrici DNA. V procesu sinteze beljakovin neposredno sodelujejo molekule, kot so transkripcijski faktorji ali TF. To je vrsta beljakovin, ki olajšajo proces branja informacij deoksiribonukleinska kislina.

Druga faza: oddajanje

Ko RNA vstopi v citoplazmo celice iz jedra, da se informacije o sestavi peptida prebrati posebnih struktur. Med sintezo proteinov neposredno vključena ribosomov - ne-membransko, manjši premer strukture, sestavljene iz dveh podenot: velika in mala. RNA je nameščena med te podenote, po kateri se začne branje informacij.

Kodon za kodonom je konstrukcija dolge proteinske molekule kot puška. To je razloženo takole: v inter-ribozomskem prostoru se takoj postavita samo dva kodona. Ko je bil eden od njih berljiv, je aminokislina pritrjena na peptid in v obliki repa pade iz ribozoma skozi posebno odprtino. To se zgodi, ko se vložek zruši iz puške po posnetku.

V procesu sinteze beljakovin neposredno sodelujejo proteini skupine IF ali iniciacijski faktorji. S svojo pomočjo sinteza polipeptida začne od začetnega kodona, ki je v večini primerov metionin.

Treba je omeniti, da so aminokisline dostavijo na ribosome s posebnimi prevozniki imenovane tRNA ali prenos RNA. Te molekule imajo obliko cloverleaf, in na koncu katerega se pridruži aminokislino, kot tudi ATP in posebno protein - aminoacil-tRNA-sintetaza. Vse to kompleksu skupaj omogoča komponento poraba energije zagotavljajo strukturni protein z ribosoma in pritrditev preko peptidne vezi.

Kaj so nukleotidi?

Nukleinske kisline so skupina organskih spojin, ki so polimeri. Sestavljeni so iz purin (adenin, gvanin) in pirimidina (timin, citozin, uracil) bazami. Zaporedje teh nukleotidov določa podatke v DNA ali RNA. Ti podatki se berejo v ribosome za proizvodnjo proteinov, zaradi lažjega izvrševanja so razčlenjeni nukleotidnih trojčke. Vsaka triplet kodira njene aminokisline, ki zagotavlja tRNA s ribosoma.

Sinteza mitohondrijskih proteinov

Mitohondrija in plastidi imajo značilno lastnost - imajo svojo DNK obroča, podobno bakterijskemu kromosomu bakterij. S pomočjo te nukleinske kisline lahko organeli samostojno delujejo, sintetizirajo večino svojih strukturnih proteinov.

Vendar pa mitohondrijska DNA ne shranjuje informacij o faktorskih proteinah, ki so potrebne za proces transkripcije in prevoda. Ti peptidi so sestavljeni na ribosome, z uporabo RNA namesto mitohondrije in jeder. Zato dvomembne strukture niso povsem avtonomne.

Kako so mitohondrije in plastidi pridobili svojo lastno DNA? Predpostavlja se, da so ti organeli potomci bakterij. Izgubili so svojo neodvisnost v celici, vendar so prinesli s seboj prstansko nukleinsko kislino. To kaže na podobnost mitohondrije DNA s podobno molekulo prokariontov.

Zaključek

Vse stopnje sinteze beljakovin so medsebojno povezane in njihova naloga je zgraditi peptidne molekule s podatki, shranjenimi v nukleinskih kislinah. Neposredni udeleženci v procesu so takšne strukture, kot so jedro in ribosomi, pa tudi nekatere specializirane beljakovine.

Pri prokariontih, postopek peptidi poteka sinteza veliko hitreje zaradi dejstva, da nimajo jedra. RNA, ki je prepisana v matrici bakterijske DNA, nato pristopi k ribosomov in nato istočasno tokov oddajati.