Processen med proteinbiosyntese er ekstremt vigtig for cellen. Da proteiner er komplekse stoffer, der spiller en stor rolle i væv, er de uundværlige. Af denne grund realiseres en hel kæde af proteinbiosynteseprocesser i cellen, som foregår i flere organeller. Dette garanterer cellereproduktionen og muligheden for eksistens.
essensen af processen med proteinbiosyntese
Det eneste sted for proteinsyntese er det ru endoplasmatiske retikulum. Her findes hovedparten af ribosomerne, som er ansvarlige for dannelsen af polypeptidkæden. Men før translationsfasen (processen med proteinsyntese) begynder, er aktivering af genet, som gemmer information om proteinstrukturen, påkrævet. Derefter kræves kopiering af denne del af DNA (eller RNA, hvis bakteriel biosyntese overvejes).
Efter kopiering af DNA er processen med at skabe messenger-RNA påkrævet. Baseret på det vil syntesen af proteinkæden blive udført. Desuden skal alle stadier, der opstår med involvering af nukleinsyrer, forekomme i cellekernen. Det er dog ikke her, proteinsyntesen finder sted. Dette ersted, hvor forberedelser til biosyntese udføres.
Ribosomal proteinbiosyntese
Det vigtigste sted, hvor proteinsyntese finder sted, er ribosomet, en celleorganel bestående af to underenheder. Der er et stort antal af sådanne strukturer i cellen, og de er hovedsageligt placeret på membranerne i det ru endoplasmatiske retikulum. Selve biosyntesen foregår som følger: budbringer-RNA'et dannet i cellekernen går ud gennem kerneporerne ind i cytoplasmaet og mødes med ribosomet. Derefter skubbes mRNA'et ind i mellemrummet mellem ribosomets underenheder, hvorefter den første aminosyre fikseres.
Til det sted, hvor proteinsyntesen finder sted, tilføres aminosyrer ved hjælp af transfer-RNA. Et sådant molekyle kan bringe en aminosyre ad gangen. De slutter sig til hinanden, afhængigt af kodonsekvensen af messenger-RNA. Syntesen kan også stoppe i et stykke tid.
Når man bevæger sig langs mRNA'et, kan ribosomet trænge ind i områder (introner), der ikke koder for aminosyrer. På disse steder bevæger ribosomet sig blot langs mRNA'et, men der tilføres ingen aminosyrer til kæden. Så snart ribosomet når exonet, det vil sige det sted, der koder for syren, så hæfter det igen til polypeptidet.
Postsyntetisk modifikation af proteiner
Efter at ribosomet når stopkodonet for messenger-RNA, er processen med direkte syntese afsluttet. Det resulterende molekyle har imidlertid en primær struktur og kan endnu ikke udføre de funktioner, der er reserveret til det. For at fungere fuldt ud, skal molekyletbør organiseres i en bestemt struktur: sekundær, tertiær eller endnu mere kompleks - kvartær.
Strukturel organisering af protein
Sekundær struktur - den første fase af strukturel organisation. For at opnå det skal den primære polypeptidkæde spole (danne alfa-helixer) eller folde (skabe beta-lag). Derefter, for at optage endnu mindre plads på langs, trækkes molekylet endnu mere sammen og vikles sammen til en kugle på grund af brint-, kovalente og ioniske bindinger samt interatomiske interaktioner. Således opnås den kugleformede struktur af proteinet.
Kvarternær proteinstruktur
Den kvartære struktur er den mest komplekse af alle. Den består af flere sektioner med en kugleformet struktur, forbundet med fibrillære filamenter af polypeptidet. Derudover kan den tertiære og kvaternære struktur indeholde en kulhydrat- eller lipidrest, som udvider spektret af proteinfunktioner. Især glycoproteiner, komplekse forbindelser af protein og kulhydrat, er immunoglobuliner og udfører en beskyttende funktion. Glykoproteiner er også placeret på cellemembraner og fungerer som receptorer. Imidlertid modificeres molekylet ikke der, hvor proteinsyntesen finder sted, men i det glatte endoplasmatiske retikulum. Her er der mulighed for at binde lipider, metaller og kulhydrater til proteindomæner.
