Přehled syntézy bílkovin Uvnitř jádra buňky (světle modrá) jsou geny (DNA, tmavě modrá) přepsány do RNA. Tato RNA je pak podrobena posttranskripční modifikaci a kontrole, jejímž výsledkem je zralá mRNA (červená), která je pak transportována z jádra do cytoplazmy (broskev), kde prochází translací do bílkoviny. mRNA je přeložena ribozomy (fialovými), které odpovídají tříbazovým kodonům mRNA na tříbazové antikodony příslušné tRNA. Nově syntetizované bílkoviny (černé) jsou často dále modifikovány, například vazbou na efektorovou molekulu (oranžovou), aby se staly plně aktivními.
Biosyntéza bílkovin (syntéza) je proces, při kterém buňky vytvářejí bílkoviny. Tento termín se někdy používá pouze pro překlad bílkovin, ale častěji se odkazuje na vícestupňový proces, který začíná transkripcí a končí translací. Biosyntéza bílkovin, i když je velmi podobná, se liší mezi prokaryoty a eukaryoty.
Hlavní článek: Přepis
Transkripce vyžaduje pouze jedno vlákno dvojité šroubovice DNA. Tomu se říká vzorové vlákno. Transkripce začíná procesem iniciace. RNA polymeráza, enzym, se váže na specifickou oblast na DNA, která určuje výchozí bod transkripce. Tato vazebná oblast se nazývá promotor. Jak se RNA polymeráza váže na promotor, vlákna DNA se začínají odvíjet.
Druhým procesem je elongace. RNA polymeráza cestuje podél vzorového (nekódujícího) vlákna a syntetizuje ribonukleotidový polymer. RNA polymeráza nepoužívá kódovací vlákno jako vzor, protože kopie jakéhokoli vlákna vytváří základní sekvenci doplňující vlákno, které se kopíruje. Proto se DNA z nekódujícího vlákna používá jako vzor pro kopírování kódovacího vlákna.
Jakmile polymeráza dosáhne konečné fáze, jsou nutné modifikace, aby nově přepsaná mRNA mohla putovat do ostatních částí buňky, včetně cytoplazmy a endoplazmatického retikula. K mRNA se přidává 5’ uzávěr, aby byla chráněna před degradací. Na 3’ konci se přidává poly-A uzávěr pro ochranu a jako předloha pro další proces. U eukaryot (vyšších organismů) dochází v této fázi k životně důležitému procesu splétání (genetika).
Hlavní článek: Překlad
Během překladu je mRNA dříve přepsaná z DNA dekódována specializovanými buněčnými strukturami zvanými ribozomy za účelem tvorby proteinů. Biosyntéza proteinů je rozdělena na iniciační, elongační a terminační fázi.
ribozom má místa, která umožňují další specializované molekule RNA, známé jako tRNA, navázat se na mRNA. Vazba správné tRNA na mRNA na ribozomu je provedena „antikodonem“, který je součástí tRNA. Správná tRNA, chemicky vázaná na specifickou aminokyselinu, je tedy nasměrována na ribozom, aby byla přidána do rostoucího (rodícího se) polypeptidu. Chemický proces spojení dvou aminokyselin je znázorněn na obrázku níže.
Chemický proces spojení dvou aminokyselin vedoucí k dipeptidu a molekule vody
Jak ribozom putuje po mRNA jeden kodon za druhým, další tRNA je připojena k mRNA na jednom z ribozomových míst. První tRNA je uvolněna, ale aminokyselina, která je připojena k první tRNA, je nyní přesunuta do druhé tRNA a váže se na její aminokyselinu. Tato translokace pokračuje a tvoří se dlouhý řetězec aminokyseliny (proteinu).
Když celá jednotka dosáhne koncového kodonu na mRNA, rozpadne se a uvolní se nově vytvořený protein. To je terminace. Je důležité vědět, že během tohoto procesu se používá mnoho enzymů, které buď pomáhají, nebo usnadňují celý postup.
Příhody po biosyntéze (proteinová syntéza)
Mezi události následující po biosyntéze patří posttranslační modifikace a skládání proteinů.
Během syntézy a po ní se polypeptidové řetězce často přehýbají a předpokládají tak zvané nativní sekundární a terciární struktury. To je známé jako skládání proteinů.
Mnoho bílkovin prochází posttranslační modifikací. Ta může zahrnovat vznik disulfidových můstků nebo navázání některé z řady biochemických funkčních skupin, jako je acetát, fosfát, různé lipidy a sacharidy. Enzymy mohou také odstranit jednu nebo více aminokyselin z předního (aminokyselinového) konce polypeptidového řetězce, přičemž bílkovina se skládá ze dvou polypeptidových řetězců spojených disulfidovými vazbami.
Biosyntéza bílkovin – Posttranslační modifikace – Složení bílkovin – Struktura bílkovin – Strukturální domény bílkovin – Cílení bílkovin – Proteom – Metody bílkovin – Proteasom
Seznam typů bílkovin – Seznam bílkovin – Membránový protein – Globulární protein – Fibrous protein