Die lewe is 'n proses van bestaan van proteïenmolekules. Dit is hoe baie wetenskaplikes dit uitdruk, wat oortuig is dat proteïen die basis van alle lewende dinge is. Hierdie oordele is absoluut korrek, want hierdie stowwe in die sel het die grootste aantal basiese funksies. Alle ander organiese verbindings speel die rol van energie-substrate, en energie is weer nodig vir die sintese van proteïenmolekules.
Die liggaam se vermoë om proteïen te sintetiseer
Nie alle bestaande organismes is in staat om proteïene in 'n sel te sintetiseer nie. Virusse en sommige soorte bakterieë kan nie proteïene vorm nie, en is daarom parasiete en ontvang die nodige stowwe van die gasheersel. Ander organismes, insluitend prokariotiese selle, is in staat om proteïene te sintetiseer. Alle menslike, dier-, plant-, swamselle, byna alle bakterieë en protiste leef van die vermoë van proteïenbiosintese. Dit word benodig vir die implementering van struktuurvormende, beskermende, reseptor-, vervoer- en ander funksies.
Verhoogreaksieproteïenbiosintese
Die struktuur van 'n proteïen word gekodeer in nukleïensuur (DNA of RNA) in die vorm van kodons. Dit is oorerflike inligting wat elke keer as 'n sel 'n nuwe proteïenstof nodig het, weergegee word. Die begin van biosintese is die oordrag van inligting na die kern oor die behoefte om 'n nuwe proteïen met reeds gegewe eienskappe te sintetiseer.
In reaksie hierop word 'n gedeelte van nukleïensuur gedespireer, waar die struktuur daarvan geënkodeer is. Hierdie plek word deur boodskapper-RNA gedupliseer en na ribosome oorgeplaas. Hulle is verantwoordelik vir die bou van 'n polipeptiedketting gebaseer op 'n matriks - boodskapper-RNA. Kortliks, alle stadiums van biosintese word soos volg aangebied:
- transkripsie (die stadium van verdubbeling van die DNA-segment met die gekodeerde proteïenstruktuur);
- verwerking (vorming van boodskapper-RNA);
- vertaling (proteïensintese in 'n sel gebaseer op boodskapper-RNA);
- post-translasionele modifikasie ("rypwording" van die polipeptied, die vorming van sy driedimensionele struktuur).
Nukleinsuurtranskripsie
Alle proteïensintese in 'n sel word deur ribosome uitgevoer, en inligting oor molekules is vervat in nukleïensuur (RNA of DNA). Dit is in die gene geleë: elke geen is 'n spesifieke proteïen. Gene bevat inligting oor die aminosuurvolgorde van 'n nuwe proteïen. In die geval van DNS, word die verwydering van die genetiese kode op hierdie manier uitgevoer:
- die vrystelling van die nukleïensuurplek vanaf histone begin, despiralisering vind plaas;
- DNA-polimeraseverdubbel die gedeelte van DNS wat die proteïengeen stoor;
- verdubbelde seksie is 'n voorloper van boodskapper-RNA, wat deur ensieme verwerk word om nie-koderende insetsels te verwyder (mRNA-sintese word op die basis daarvan uitgevoer).
Baseer op pro-inligting RNA, word mRNA gesintetiseer. Dit is reeds 'n matriks, waarna proteïensintese in die sel op ribosome (in die growwe endoplasmiese retikulum) plaasvind.
Ribosomale proteïensintese
Boodskap-RNA het twee punte, wat as 3`-5` gerangskik is. Lees en sintese van proteïene op ribosome begin by die 5'end en gaan voort na die intron, 'n gebied wat nie enige van die aminosure kodeer nie. Dit gaan so:
- boodskapper-RNA "stringe" aan die ribosoom, heg die eerste aminosuur aan;
- die ribosoom skuif langs die boodskapper-RNA met een kodon;
- oordrag-RNA verskaf die verlangde (gekodeer deur die gegewe mRNA-kodon) alfa-aminosuur;
- 'n aminosuur verbind die begin-aminosuur om 'n dipeptied te vorm;
- dan word die mRNA weer een kodon geskuif, 'n alfa-aminosuur word ingebring en sluit aan by die groeiende peptiedketting.
Sodra die ribosoom die intron (nie-koderende insetsel) bereik, beweeg die boodskapper-RNA net aan. Dan, soos die boodskapper-RNA vorder, bereik die ribosoom weer die ekson - die plek waarvan die nukleotiedvolgorde ooreenstem met 'n sekereaminosuur.
Van hierdie punt af begin die byvoeging van proteïenmonomere by die ketting weer. Die proses gaan voort totdat die volgende intron verskyn of tot die stopkodon. Laasgenoemde stop die sintese van die polipeptiedketting, waarna die primêre struktuur van die proteïen as voltooi beskou word en die stadium van postsintetiese (post-translasionele) modifikasie van die molekule begin.
Na-vertalingswysiging
Na translasie vind proteïensintese plaas in die sisternae van die gladde endoplasmiese retikulum. Laasgenoemde bevat 'n klein aantal ribosome. In sommige selle kan hulle heeltemal afwesig wees in die RES. Sulke areas is nodig om eers 'n sekondêre, dan 'n tersiêre of, indien geprogrammeer, 'n kwaternêre struktuur te vorm.
Alle proteïensintese in die sel vind plaas met die besteding van 'n groot hoeveelheid ATP-energie. Daarom is alle ander biologiese prosesse nodig om proteïenbiosintese te handhaaf. Boonop word van die energie benodig vir die oordrag van proteïene in die sel deur aktiewe vervoer.
Baie van die proteïene word van een plek in die sel na 'n ander oorgedra vir modifikasie. In die besonder vind post-translasionele proteïensintese plaas in die Golgi-kompleks, waar 'n koolhidraat- of lipieddomein aan 'n polipeptied van 'n sekere struktuur geheg is.
