Къде се получава протеиновият синтез? Същността на процеса и мястото на протеиновия синтез в клетката

Процесът на биосинтеза на протеини е изключително важен за клетката. Тъй като протеините са сложни вещества, които играят важна роля в тъканите, те са незаменими. Поради тази причина в клетката се осъществява цяла верига от процеси на биосинтеза на протеини, която протича в няколко органела. Това осигурява възпроизвеждането на клетката и възможността за съществуване.

Същността на процеса на биосинтеза на протеини

Единственото място на протеинов синтез е грубо ендоплазмения ретикулум. Тук се намира основната маса на рибозомите, които са отговорни за образуването на полипептидната верига. Въпреки това, преди да започне етапът на транслация (процесът на протеинов синтез), се изисква активиране на ген, в който се съхранява информация за протеиновата структура. След това се изисква копирането на тази част от ДНК (или РНК, ако се има предвид бактериална биосинтеза).

След копиране на ДНК е необходим процесът на създаване на информационна РНК. На базата си, протеиновата верига ще бъде синтезирана. И всички стъпки, които се появяват при включването на нуклеинови киселини, трябва да се появят ядрото на клетката. Това обаче не е мястото, където се получава протеинов синтез. Това местоположение, където се извършва подготовка за биосинтеза.

Биосинтеза на ризозомен протеин

Основното място, където се получава протеинов синтез, е това е рибозом, клетъчни органели, състоящи се от две подединици. Има много такива структури в клетката и те се намират главно върху мембраните на необработения ендоплазмен ретикулум. Самият биосинтез е както следва: Информационната РНК, образувана в клетъчното ядро, излиза през ядрените пори в цитоплазмата и отговаря на рибозомата. След това мРНК се премества в празнината между субедините на рибозомата, след което първата аминокиселина се фиксира.

На мястото, където се получава протеинов синтез, аминокиселините се доставят от транспортната РНК. Една такава молекула може да произведе само една аминокиселина веднъж. Те се присъединяват на свой ред, в зависимост от последователността на кодоните на информационната РНК. Също така, синтеза може да спре за известно време.

Когато се движи по иРНК, рибозомата може да влезе в региони (интрони), които не кодират аминокиселини. На тези места, рибозомата просто се движи по протежение на тРНК, но няма връзка с аминокиселините към веригата. Щом рибозомът достигне екзона, т.е. мястото, което кодира киселината, то отново се присъединява към полипептида.

Постсинтезираща модификация на протеини

След като рибозомът достигне стоп кодона на информационната РНК, процесът на директна синтеза се завършва. Получената молекула обаче има основна структура и все още не може да изпълнява функциите, запазени за нея. За да функционира напълно, молекулата трябва да бъде организирана в специфична структура: вторична, третична или дори по-сложна - кватернерна.

Структурна организация на протеина

Вторичната структура е първият етап от структурната организация. За да се постигне това, основната полипептидна верига трябва да бъде спирала (за образуване на алфа-спирали) или огъната (създава бета слоеве). След това, за да заема още по-малко пространство по протежение на дължината, молекулата е допълнително затегнато и навита в заплитане поради водород, ковалентни и йонни връзки, както и междуатомични взаимодействия. По този начин получаваме глобуларен структурата на протеина.

Кватернерна протеинова структура

Кватернерната структура е най-сложната от всички. Състои се от няколко секции с глобуларна структура, свързани чрез фибриларни нишки на полипептида. В допълнение, терциерната и кватернерната структура може да съдържа въглехидратен или липиден остатък, който разширява обхвата на протеиновите функции. По-специално гликопротеините, сложни съединения протеини и въглехидрати, са имуноглобулини и изпълняват защитна функция. Също така гликопротеините се намират върху клетъчните мембрани и служат като рецептори. Въпреки това, молекулата не се модифицира там, където протеинът се синтезира, а в гладка ендоплазмена ретикулума. Тук има възможност за свързване на липиди, метали и въглехидрати с протеинови домени.