Синтез на протеини в клетката, последователността на биосинтетичните процеси. Синтез на протеини върху рибозоми.

Животът е процесът на съществуване на протеинови молекули. Точно това изразяват много учени, които са убедени, че протеинът е основата на целия живот. Тези преценки са абсолютно верни, защото дадените вещества в клетката имат най-голям брой основни функции. Всички останали органични съединения

Способността на тялото да синтезира протеини

Не всички съществуващи организми са в състояние да осъществят синтеза на протеини в клетката. Вирусите и някои видове бактерии не могат да образуват протеини и поради това са паразити и получават необходимите вещества от клетката гостоприемник. Останалите организми, включително прокариотните клетки, са способни да синтезират протеини. Всички човешки клетки, животни, растения, гъбички, почти всички бактерии и наследи живеят за сметка на способността на протеиновия биосинтез. Това е необходимо за осъществяване на структуриращи, защитни, рецепторни, транспортни и други функции.

Етап, характерен за протеиновата биосинтеза

Структурата на протеина е кодирана в нуклеинова киселина (ДНК или РНК) под формата на кодони. Това е наследствена информация, която се възпроизвежда всеки път, когато клетката се нуждае от ново протеиново вещество. Започва биосинтезата обмен на информация в ядрото за необходимостта от синтезиране на нов протеин с вече определени свойства.

В отговор нуклеиновата област е деспиризирана, където нейната структура е кодирана. Този сайт се дублира от информационната РНК и се прехвърля на рибозомите. Те са отговорни за конструирането на полипептидна верига въз основа на матрично-информационната РНК. Накратко всички етапи на биосинтезата са представени, както следва:

• транскрипция (стадий на удвояване на ДНК-частта с кодираната протеинова структура);
• обработване (етап на образуване на информационна РНК);
• транслация (синтез на протеини в клетка въз основа на информационна РНК);
• посттранслационна модификация ("зреене" на полипептида, образуване на неговата обемна структура).

Транскрипция на нуклеинова киселина

Целият синтез на протеини в клетката се осъществява от рибозоми, а информацията за молекулите се съдържа в нуклеиновата киселина (РНК или ДНК). Той се намира в гените: всеки ген е определен протеин. Гените съдържат информация за аминокиселинната последователност на новия протеин. В случай на ДНК, припадъците генетичен код се провежда по следния начин:

• освобождаването на нуклеиновата киселина от хистоните започва, се получава депиризация;
• ДНК полимеразата удвоява частта от ДНК, в която се съхранява протеиновия ген;
• Двойното място е предшественик на информационната РНК, която се обработва от ензими за отстраняване на некодиращи вложки (се основава на синтеза на тРНК).

Въз основа на информационната РНК се получава синтеза на тРНК. Вече е матрица, след което синтеза на протеини в клетката се осъществява върху рибозомите (в грубите ендоплазмични ретикулуми).

Ризозомен синтез на протеин

Информационната РНК има два края, които са изработени като 3`-5`. Четенето и синтезирането на протеини на рибозомите започва на 5-ия край и продължава до интрона - сайт, който не кодира никоя от аминокиселините. Това се случва, както следва:

• информационните РНК "нишки" върху рибозомата, свързва първата аминокиселина;
• Рибозомът се измества от информационната РНК в един кодон;
• транспортната РНК осигурява желаната (кодирана от дадения кодон на иРНК) алфа-аминокиселина;
• аминокиселината е прикрепена към изходната аминокиселина, за да се образува дипептид;
• тогава иРНК отново се премества в един кодон, вкарва се алфа-аминокиселина и се прикрепя към нарастващата пептидна верига.

След като рибозомът достигне интрона (некодираща вложка), информационната РНК просто се движи. Тогава, когато се движи информационната РНК, рибозомата отново достига екзона - област, чиято нуклеотидна последователност съответства на специфична аминокиселина.

От тази точка, добавянето на протеинови мономери към веригата започва отново. Процесът продължава до появата на следващия интрон или на стоп-кодона. Последният спира синтеза на полипептидната верига, след което първична протеинова структура Смята се, че е завършен и започва стадията на постсинтетичната (след-транслационна) модификация на молекулата.

Пост-транслационна модификация

След транслация, синтезирането на протеините се извършва в резервоарите гладки ендоплазмения ретикулум. Последният съдържа малко количество рибозоми. В някои клетки те може изобщо да не присъстват в ВЕИ. Такива зони са необходими за формирането на вторична, след това на третична или, ако е програмирана, на кватернерна структура.

Целият синтез на протеини в клетката възниква с изразходването на огромно количество енергия от АТР. Следователно, всички други биологични процеси са необходими за поддържане на биосинтеза на протеини. В допълнение, част от енергията е необходима за транспортиране на протеини в клетката чрез активен транспорт.

Много от протеините се прехвърлят от едно клетъчно място в друго за модификация. По-специално, пост-транслационният синтез на протеини се среща в Golgi комплекс, където въглехидратният или липидният домен е прикрепен към полипептида със специфична структура.