Ang buhay ay isang proseso ng pagkakaroon ng mga molekula ng protina. Ito ay kung gaano karaming mga siyentipiko ang nagpapahayag nito, na kumbinsido na ang protina ay ang batayan ng lahat ng nabubuhay na bagay. Ang mga paghatol na ito ay ganap na tama, dahil ang mga sangkap na ito sa cell ay may pinakamalaking bilang ng mga pangunahing pag-andar. Ang lahat ng iba pang organikong compound ay gumaganap ng papel ng mga substrate ng enerhiya, at kailangan muli ng enerhiya para sa synthesis ng mga molekula ng protina.
Ang kakayahan ng katawan na mag-synthesize ng protina
Hindi lahat ng umiiral na organismo ay may kakayahang mag-synthesize ng mga protina sa isang cell. Ang mga virus at ilang uri ng bakterya ay hindi maaaring bumuo ng mga protina, at samakatuwid ay mga parasito at tumatanggap ng mga kinakailangang sangkap mula sa host cell. Ang ibang mga organismo, kabilang ang mga prokaryotic na selula, ay may kakayahang mag-synthesize ng mga protina. Lahat ng tao, hayop, halaman, fungal cells, halos lahat ng bacteria at protista ay nabubuhay sa kakayahan ng biosynthesis ng protina. Ito ay kinakailangan para sa pagpapatupad ng structure-forming, protective, receptor, transport at iba pang function.
Tugon sa entabladobiosynthesis ng protina
Ang istraktura ng isang protina ay naka-encode sa nucleic acid (DNA o RNA) sa anyo ng mga codon. Ito ay namamana na impormasyon na na-reproduce sa tuwing ang isang cell ay nangangailangan ng isang bagong sangkap ng protina. Ang simula ng biosynthesis ay ang paglilipat ng impormasyon sa nucleus tungkol sa pangangailangang mag-synthesize ng bagong protina na may naibigay na mga katangian.
Bilang tugon dito, ang isang seksyon ng nucleic acid ay na-despiralize, kung saan naka-encode ang istraktura nito. Ang lugar na ito ay nadoble ng messenger RNA at inilipat sa mga ribosom. Responsable sila sa pagbuo ng polypeptide chain batay sa isang matrix - messenger RNA. Sa madaling sabi, ang lahat ng mga yugto ng biosynthesis ay ipinakita tulad ng sumusunod:
- transcription (ang yugto ng pagdodoble ng DNA segment na may naka-encode na istruktura ng protina);
- pagproseso (pagbuo ng messenger RNA);
- translation (protein synthesis sa isang cell batay sa messenger RNA);
- post-translational modification ("pagkahinog" ng polypeptide, ang pagbuo ng three-dimensional na istraktura nito).
Nucleic acid transcription
Lahat ng synthesis ng protina sa isang cell ay isinasagawa ng mga ribosome, at ang impormasyon tungkol sa mga molekula ay nasa nucleic acid (RNA o DNA). Ito ay matatagpuan sa mga gene: ang bawat gene ay isang tiyak na protina. Ang mga gene ay naglalaman ng impormasyon tungkol sa pagkakasunud-sunod ng amino acid ng isang bagong protina. Sa kaso ng DNA, ang pag-alis ng genetic code ay isinasagawa sa ganitong paraan:
- nagsisimula ang paglabas ng nucleic acid site mula sa mga histone, nangyayari ang despiralization;
- DNA polymerasedinodoble ang seksyon ng DNA na nag-iimbak ng protina gene;
- Ang double section ay isang precursor ng messenger RNA, na pinoproseso ng mga enzyme para alisin ang mga non-coding insert (ginagawa ang mRNA synthesis batay dito).
Batay sa pro-information RNA, na-synthesize ang mRNA. Isa na itong matrix, pagkatapos kung saan ang synthesis ng protina sa cell ay nangyayari sa mga ribosome (sa magaspang na endoplasmic reticulum).
Ribosomal protein synthesis
Message RNA ay may dalawang dulo, na nakaayos bilang 3`-5`. Ang pagbabasa at synthesis ng mga protina sa ribosome ay nagsisimula sa 5'end at nagpapatuloy sa intron, isang rehiyon na hindi nag-encode ng alinman sa mga amino acid. Ito ay ganito:
- messenger RNA "mga string" papunta sa ribosome, nakakabit sa unang amino acid;
- ang ribosome ay lumilipat sa kahabaan ng messenger RNA ng isang codon;
- transfer RNA ay nagbibigay ng ninanais (naka-encode ng ibinigay na mRNA codon) alpha-amino acid;
- ang amino acid ay nagsasama sa panimulang amino acid upang bumuo ng isang dipeptide;
- pagkatapos ang mRNA ay inilipat muli ng isang codon, isang alpha amino acid ang dinala at sumasali sa lumalaking peptide chain.
Kapag naabot ng ribosome ang intron (non-coding insert), ang messenger RNA ay nagpapatuloy lamang. Pagkatapos, habang sumusulong ang messenger RNA, ang ribosome ay muling umabot sa exon - ang site na ang nucleotide sequence ay tumutugma sa isang tiyak naamino acid.
Mula sa puntong ito, magsisimula muli ang pagdaragdag ng mga monomer ng protina sa chain. Nagpapatuloy ang proseso hanggang sa lumitaw ang susunod na intron o hanggang sa stop codon. Ang huli ay huminto sa synthesis ng polypeptide chain, pagkatapos ay ang pangunahing istraktura ng protina ay itinuturing na kumpleto at ang yugto ng postsynthetic (post-translational) na pagbabago ng molekula ay magsisimula.
Pagbabago pagkatapos ng pagsasalin
Pagkatapos ng pagsasalin, ang synthesis ng protina ay nangyayari sa cisternae ng makinis na endoplasmic reticulum. Ang huli ay naglalaman ng isang maliit na bilang ng mga ribosom. Sa ilang mga cell, maaari silang ganap na wala sa RES. Ang mga nasabing lugar ay kailangan upang mabuo muna ang isang sekundarya, pagkatapos ay isang tersiyaryo o, kung naka-program, isang quaternary na istraktura.
Lahat ng synthesis ng protina sa cell ay nangyayari sa paggasta ng malaking halaga ng ATP energy. Samakatuwid, ang lahat ng iba pang mga biological na proseso ay kinakailangan upang mapanatili ang biosynthesis ng protina. Bilang karagdagan, ang ilan sa enerhiya ay kailangan para sa paglipat ng mga protina sa cell sa pamamagitan ng aktibong transportasyon.
Marami sa mga protina ay inililipat mula sa isang lokasyon sa cell patungo sa isa pa para sa pagbabago. Sa partikular, ang post-translational protein synthesis ay nangyayari sa Golgi complex, kung saan ang isang carbohydrate o lipid domain ay nakakabit sa isang polypeptide ng isang partikular na istraktura.
