Proteinsyntes
Herställningen av de olika typerna av protein är en av de viktigaste händelserna för en cell eftersom protein inte bara utgör cellens strukturella komponenter, utan också de enzymer som katalyserar tillverkningen av de återstående organiska biomolekylerna som är nödvändiga för livet. I allmänhet uttrycks den genotyp som kodas i DNA:t som en fenotyp genom proteinet och andra enzymkatalyserade produkter.
DNA:t som är inrymt i kärnan är för stort för att kunna röra sig genom kärnmembranet, så det måste kopieras av det mindre, enkelsträngade RNA:t (transkription), som rör sig ut ur kärnan till ribosomerna som är belägna i cytoplasman och den grova endoplasmatiska retikulan för att styra sammansättningen av proteinet (translation). Generna tillverkar faktiskt inte proteinet, men de tillhandahåller blåkopian i form av RNA, som styr proteinsyntesen.
Transkription
Transkription sker i cellkärnan och utgör överföringen av den genetiska koden från DNA till ett komplementärt RNA. Enzymet RNA-polymeras ?
- Fäster sig vid och öppnar DNA-molekylen så att den blir två separata strängar.
- Binder sig till promotorsegment av DNA som anger början på den enskilda DNA-sträng som ska kopieras.
- Förflyttar sig längs med DNA:t och matchar DNA-nukleotiderna med en komplementär RNA-nukleotid för att skapa en ny RNA-molekyl som är mönstrad efter DNA:t.
Kopieringen av DNA fortsätter tills RNA-polymeraset når en termineringssignal, vilket är en specifik uppsättning nukleotider som markerar slutet på den gen som ska kopieras och som också signalerar att DNA:t kopplas från det nybildade RNA:t.
De tre typerna av RNA är?
- mRNA (messenger RNA) transkriberas från DNA och bär den genetiska informationen från DNA för att översättas till aminosyror.
- tRNA (transfer RNA) ?tolkar? kodonerna på tre bokstäver i nukleinsyrorna till aminosyraord på en bokstav
- rRNA (ribosomalt RNA) är den vanligaste typen av RNA, och tillsammans med tillhörande proteiner utgörs ribosomerna.
När RNA-polymeraset är färdigt med att kopiera ett visst DNA-segment, återställs DNA:t till den ursprungliga dubbelhelixstrukturen. Det nyskapade mRNA rör sig ut ur kärnan och in i cytoplasman.
Translation
Translation är omvandlingen av information som finns i en sekvens av mRNA-nukleotider till en sekvens av aminosyror som binds samman till ett protein. MRNA rör sig till ribosomerna och ”läses” av tRNA, som analyserar sektioner av tre angränsande nukleotidsekvenser, så kallade kodoner, på mRNA och hämtar motsvarande aminosyra för montering i den växande polypeptidkedjan. De tre nukleotiderna i en kodon är specifika för en viss aminosyra. Därför signalerar varje kodon att en specifik aminosyra ska inkluderas, som kombineras i rätt sekvens för att skapa det specifika protein som DNA:t kodade för.
Samlingen av polypeptiden börjar när en ribosom fäster vid en startkodon som finns på mRNA. Därefter transporterar tRNA aminosyran till ribosomerna, som består av rRNA och protein och har tre bindningsställen för att främja syntesen. Den första platsen orienterar mRNA så att kodonerna är tillgängliga för tRNA, som ockuperar de återstående två platserna när de deponerar sina aminosyror och sedan släpper från mRNA för att söka efter fler aminosyror. Översättningen fortsätter tills ribosomen känner igen en kodon som signalerar slutet på aminosyrasekvensen. När polypeptiden är färdig är den i sin primära struktur. Den släpps då från ribosomen för att påbörja kontorsioner för att konfigureras till den slutliga formen för att påbörja sin funktion.
När proteinerna har tillverkats paketeras och transporteras de till sin slutdestination i en intressant väg som kan beskrivas i tre steg som involverar tre organeller:
- Vesiklar transporterar proteinerna från ribosomerna till Golgiapparaten, a.k.a. Golgikomplexet, där de paketeras till nya vesiklar.
- Vesiklarna vandrar till membranet och släpper ut sitt protein på utsidan av cellen.
- Lysosomerna smälter och återvinner avfallsmaterialet för återanvändning i cellen.
Enzymer i Golgiapparaten modifierar proteinerna och innesluter dem i en ny vesikel som knoppar av från Golgiapparatens yta. Golgiapparaten ses ofta som cellens förpacknings- och distributionscentral.
Vesiklar är små, membranomslutna höljen som vanligtvis tillverkas i det endoplasmatiska retikulumet eller Golgiapparaten och som används för att transportera ämnen genom cellen.
Lysosomer är en speciell typ av vesiklar som innehåller cellens matsmältningsenzymer och är användbara för att bryta ner överblivna avfallsprodukter av proteiner, lipider, kolhydrater och nukleinsyror till sina beståndsdelar för återmontering och återanvändning av cellen.
Utdrag ur The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 av Glen E. Moulton, Ed.D.. Alla rättigheter förbehålls, inklusive rätten till reproduktion av hela eller delar av materialet i någon form. Används efter överenskommelse med Alpha Books, en medlem av Penguin Group (USA) Inc.
För att beställa denna bok direkt från förlaget, besök Penguin USA:s webbplats eller ring 1-800-253-6476. Du kan också köpa den här boken på Amazon.com och Barnes & Noble.
