Proteiinisynteesi
Erilaisten proteiinien valmistus on yksi solun tärkeimmistä tapahtumista, koska proteiini ei ainoastaan muodosta solun rakenneosia, vaan se myös muodostaa entsyymit, jotka katalysoivat muiden elämälle välttämättömien orgaanisten biomolekyylien tuotantoa. Yleensä DNA:ssa koodattu genotyyppi ilmenee fenotyyppinä proteiinina ja muina entsyymien katalysoimina tuotteina.
Tumaan sijoitettu DNA on liian suuri siirtyäkseen ydinkalvon läpi, joten se on kopioitava pienemmällä, yksijuosteisella RNA:lla (transkriptio), joka siirtyy tuman ulkopuolelle sytoplasmassa ja karkeassa endoplasmisessa retikulumissa sijaitseviin ribosomeihin ohjaamaan proteiinien kokoamista (translaatio). Geenit eivät itse asiassa valmista proteiinia, mutta ne tarjoavat mallin RNA:n muodossa, joka ohjaa proteiinisynteesiä.
Transkriptio
Transkriptio tapahtuu solun ytimessä, ja se edustaa geneettisen koodin siirtämistä DNA:sta komplementaariseen RNA:han. Entsyymi RNA-polymeraasi ?
- Liittyy DNA-molekyyliin ja avaa sen kahteen erilliseen säikeeseen.
- Sitoutuu DNA:n promoottorijaksoihin, jotka ilmaisevat kopioitavan DNA:n yksittäisen säikeen alun.
- Liikkuu DNA:ta pitkin ja sovittaa DNA:n nukleotidit yhteen komplementaarisen RNA:n nukleotidien kanssa luodakseen DNA:n mallin mukaisen uuden RNA:n mallin mukaisen RNA:n molekyylin.
DNA:n kopiointi jatkuu, kunnes RNA-polymeraasi saavuttaa lopetussignaalin, joka on tietty joukko nukleotideja, jotka merkitsevät kopioitavan geenin loppua ja myös viestittävät DNA:n irrottamisesta vastavalmistuneesta RNA:sta.
Kolme RNA-tyyppiä ovat?
- mRNA (messenger RNA) transkriboituu DNA:sta ja kuljettaa geneettisen informaation DNA:sta käännettäväksi aminohapoiksi.
- tRNA (transfer RNA) ?tulkitsee? nukleiinihappojen kolmikirjaimiset koodonit yksikirjaimisiksi aminohapposanoiksi
- rRNA (ribosomaalinen RNA) on runsaslukuisinta RNA:ta, ja se muodostaa yhdessä siihen liittyvien proteiinien kanssa ribosomit.
Kun RNA-polymeraasi on saanut valmiiksi tietyn DNA:n pätkän kopiointinsa, DNA konfiguroituu uudelleen alkuperäiseen kaksoiskierukkarakenteeseensa. Äskettäin luotu mRNA siirtyy ulos ytimestä ja sytoplasmaan.
Translaatio
Translaatio on mRNA:n nukleotidisekvenssin sisältämän informaation muuntamista aminohapposekvenssiksi, joka sitoutuu toisiinsa proteiinin luomiseksi. MRNA siirtyy ribosomeihin ja tRNA ”lukee” sen, joka analysoi mRNA:n kolmen vierekkäisen nukleotidisekvenssin, niin sanottujen koodonien, osia ja tuo vastaavan aminohapon kokoonpantavaksi kasvavaan polypeptidiketjuun. Koodonin kolme nukleotidia ovat spesifisiä tietylle aminohapolle. Näin ollen jokainen kodoni antaa signaalin tietyn aminohapon sisällyttämisestä, joka yhdistyy oikeassa järjestyksessä luodakseen DNA:n koodaaman tietyn proteiinin.
Polypeptidin kokoaminen alkaa, kun ribosomi kiinnittyy mRNA:ssa sijaitsevaan starttikodoniin. Sitten tRNA kuljettaa aminohapon ribosomeille, jotka koostuvat rRNA:sta ja proteiinista ja joissa on kolme sidospaikkaa synteesin edistämiseksi. Ensimmäinen paikka suuntaa mRNA:n niin, että koodonit ovat tRNA:n ulottuvilla, ja tRNA:t valtaavat loput kaksi paikkaa, kun ne tallettavat aminohappoja ja irrottautuvat sitten mRNA:sta etsimään lisää aminohappoja. Kääntäminen jatkuu, kunnes ribosomi tunnistaa koodonin, joka merkitsee aminohapposekvenssin päättymistä. Kun polypeptidi on valmis, se on primaarirakenteessaan. Sen jälkeen se vapautuu ribosomista aloittaakseen kiemurtelut konfiguroituakseen lopulliseen muotoonsa, jotta se voi aloittaa toimintansa.
Kun proteiinit on valmistettu, ne pakataan ja kuljetetaan lopulliseen määränpäähänsä mielenkiintoisella reitillä, joka voidaan kuvata kolmessa vaiheessa, johon osallistuu kolme organellia:
- Vesikkelit kuljettavat proteiinit ribosomeista Golgin laitteistoon eli Golgi-kompleksiin, jossa ne pakataan uusiin vesikkeleihin.
- Vesikkelit siirtyvät kalvolle ja vapauttavat proteiininsa solun ulkopuolelle.
- Lysosomit sulattavat ja kierrättävät jätemateriaalit solun uudelleenkäyttöä varten.
Golgin laitteessa olevat entsyymit muokkaavat proteiineja ja sulkevat ne uuteen vesikkeliin, joka irtoaa Golgin laitteen pinnasta. Golgin apparaattia pidetään usein solun pakkaus- ja jakelukeskuksena.
Vesikkelit ovat pieniä, kalvoon sulkeutuvia kuoria, joita valmistetaan yleensä endoplasmisessa retikulumissa tai Golgin apparaatissa ja joita käytetään aineiden kuljettamiseen solun läpi.
Lysosomit ovat erityinen vesikkelityyppi, joka sisältää solun ruoansulatusentsyymejä ja on hyödyllinen hajotettaessa proteiineista, lipideistä, hiilihydraateista ja nukleiinihapoista muodostuvia tähteeksi jääneitä jätetuotteita niiden osiin, jotta solu voi koota ne uudelleen ja käyttää ne uudelleen.
Ote teoksesta The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004, jonka on kirjoittanut Glen E. Moulton, Ed.D.. Kaikki oikeudet pidätetään, mukaan lukien oikeus kopiointiin kokonaan tai osittain missä tahansa muodossa. Käytetty sopimuksesta Alpha Booksin kanssa, joka on Penguin Group (USA) Inc:n jäsen.
Tilaamalla tämän kirjan suoraan kustantajalta voit käydä Penguin USA:n verkkosivuilla tai soittaa numeroon 1-800-253-6476. Voit ostaa tämän kirjan myös Amazon.comista ja Barnes & Noblesta.
