Specialiseret cellestruktur og funktion: Proteinsyntese

Proteinsyntese

Fremstillingen af de forskellige typer af protein er en af de vigtigste begivenheder for en celle, fordi protein ikke kun danner cellens strukturelle komponenter, men også de enzymer, der katalyserer produktionen af de resterende organiske biomolekyler, der er nødvendige for livet. Generelt udtrykkes den genotype, der er kodet i DNA’et, som en fænotype ved proteinet og andre enzymkatalyserede produkter.

DNA’et, der befinder sig i kernen, er for stort til at bevæge sig gennem kernemembranen, så det skal kopieres af det mindre, enkeltstrengede RNA (transkription), som bevæger sig ud af kernen til ribosomer, der befinder sig i cytoplasmaet og det ru endoplasmatiske retikulum for at lede sammensætningen af protein (translation). Generne fremstiller faktisk ikke proteinet, men de giver et blueprint i form af RNA, som styrer proteinsyntesen.

Transskription

Transskription foregår i cellekernen og repræsenterer overførslen af den genetiske kode fra DNA til et komplementært RNA. Enzymet RNA-polymerase ?

• Hæfter sig til og åbner DNA-molekylet, så det bliver til to separate strenge.
• Binder sig til promotorsegmenter af DNA, der angiver begyndelsen af den enkeltstreng af DNA, der skal kopieres.
• Bevægger sig langs DNA’et og matcher DNA-nukleotiderne med et komplementært RNA-nukleotid for at skabe et nyt RNA-molekyle, der er mønstret efter DNA’et.

Kopieringen af DNA’et fortsætter, indtil RNA-polymerasen når et termineringssignal, som er et specifikt sæt nukleotider, der markerer slutningen af det gen, der skal kopieres, og som også signalerer, at DNA’et kobles fra med det nyoprettede RNA.

De tre typer RNA er?

• mRNA (messenger RNA) transskriberes fra DNA og bærer den genetiske information fra DNA’et, som skal oversættes til aminosyrer.
• tRNA (transfer RNA) ?fortolker? nukleinsyrernes kodoner på tre bogstaver til aminosyreord på et bogstav
• rRNA (ribosomalt RNA) er den mest udbredte type RNA og udgør sammen med tilknyttede proteiner ribosomerne.

Når RNA-polymerasen er færdig med at kopiere et bestemt segment af DNA, rekonfigureres DNA’et til den oprindelige dobbelt-helixstruktur. Det nyoprettede mRNA bevæger sig ud af kernen og ind i cytoplasmaet.

Translation

Translation er omdannelsen af information indeholdt i en sekvens af mRNA-nukleotider til en sekvens af aminosyrer, der binder sig sammen og danner et protein. mRNA’et bevæger sig til ribosomerne og “læses” af tRNA, som analyserer sektioner af tre tilstødende nukleotidsekvenser, kaldet kodoner, på mRNA’et og bringer den tilsvarende aminosyre med henblik på samling i den voksende polypeptidkæde. De tre nukleotider i en kodon er specifikke for en bestemt aminosyre. Derfor signalerer hvert kodon, at der skal medtages en specifik aminosyre, som kombineres i den korrekte sekvens for at skabe det specifikke protein, som DNA’et kodede for.

Samlingen af polypeptidet begynder, når et ribosom lægger sig til et startkodon, der er placeret på mRNA’et. Derefter transporterer tRNA aminosyren til ribosomerne, som består af rRNA og protein og har tre bindingssteder for at fremme syntesen. Det første sted orienterer mRNA’et, så kodonerne er tilgængelige for tRNA’erne, som besætter de resterende to steder, når de deponerer deres aminosyrer og derefter slipper fra mRNA’et for at søge efter flere aminosyrer. Oversættelsen fortsætter, indtil ribosomet genkender et kodon, der signalerer, at aminosyresekvensen er slut. Når polypeptidet er færdigt, er det i sin primære struktur. Det frigives derefter fra ribosomet for at påbegynde forvridninger for at konfigurere sig til den endelige form for at påbegynde sin funktion.