Miten proteiinien biosynteesi toimii?

Proteiinin biosynteesi esiintyy kaikissa elimissä, kudoksissa ja soluissa. Suurin määrä proteiinia syntetisoidaan maksassa. Ribosomit tekevät proteiinien biosynteesin. Ribosomin kemiallisen luonteen mukaan nukleoproteiinit, jotka koostuvat RNA: sta (50-65%) ja proteiineista (35-50%). Ribonukleiinihappo on erottamaton osa rakeista endoplasmista verkkokalvoa, jossa syntetisoitujen proteiinimolekyylien biosynteesi ja liikkuminen tapahtuu.

Ribosomit solussa ovat klusterien muodossa 3 - 100 yksikköä - polis (polyribosome). Ribosomeja yhdistävät tavallisesti jonkinlainen filamentti, joka näkyy elektronimikroskoopin alla - i-RNA.

Jokainen ribosomi pystyy syntetisoimaan yksittäisen polypeptidiketjun itsenäisesti, joukon useista tällaisista ketjuista ja proteiinimolekyyleistä.

Proteiinien biosynteesin vaiheet

Aminohappojen aktivointi. Aminohapot tulevat hyaloplasmaan solunsisäisestä nesteestä diffuusion, osmoosin tai aktiivisen siirron seurauksena. Jokainen amino- ja iminohapporyhmä vuorovaikuttaa yksittäisen entsyymi-aminoasyylisyntetaasin kanssa. Reaktio aktivoidaan magnesium-, mangaani-, koboltti-kationeilla. On aktivoitu aminohappo.

Proteiinin biosynteesi (toinen vaihe) on aktivoidun aminohapon vuorovaikutus ja yhteys tRNA: n kanssa. Aktivoituneet aminohapot (aminoaasendenylaatti) siirretään entsyymeillä sytoplasman tRNA: han. Menetelmä katalysoi aminoasyyli-RNA-syntetaasit. Aminohappotähde on kytketty karboksyyliryhmällä toisen hiiliatomin hydroksyylistä tRNA-nukleotidin riboosinauhaan.

Proteiinien biosynteesi (kolmas vaihe) on aktivoidun aminohapon kompleksin kuljettaminen t-RNA: n kanssa solun ribosomeihin. Aminohappo liittyy t-RNA: han, joka siirretään hyaloplasmista ribosomiin. Prosessia katalysoivat spesifiset entsyymit, jotka ovat vähintään 20 kehossa. Joitakin aminohappoja kuljettaa useat t-RNA: t (esim. Valiini ja leusiini - kolme tRNA: ta). Tässä prosessissa käytetään GTP: n ja ATP: n energiaa. Biosynteesin neljäs vaihe on karakterisoitu aminoacyyli-t-RNA: n sitoutumi- nen i-RNA-ribosomikompleksiin. Riboomiin tulossa oleva amino-asyyli-t-RNA vuorovaikuttaa i-RNA: n kanssa. Jokaisella t-RNA: lla on kohta, joka koostuu kolmesta nukleotidista - antikodonista. I-RNA: ssa se vastaa aluetta, jossa on kolme nukleotidia - kodoni. Kukin kodoni vastaa antikodonin t-RNA: ta ja yhtä aminohappoa. Biosynteesin aikana ribosomit liitetään aminoacyyli-tRNA-aminohappojen muodossa, jotka myöhemmin muodostetaan polypeptidiketjussa järjestyksessä, joka on määritetty kodonien sijoittamisella i-RNA: ssa.

Proteiinien biosynteesin seuraava vaihe on polypeptidiketjun alkaminen. Kahden vierekkäisen aminoasyyli-t-RNA: n jälkeen, kun niiden antikodonit liittyivät i-RNA: n kodoniin, luodaan olosuhteet polypeptidiketjun synteesiin. Peptidisidos muodostetaan. Nämä prosessit katalysoidaan peptidisynteeseillä, jotka aktivoidaan Mg-kationeilla ja proteiinin aloituskertoimilla F1, F2, F3. Kemiallisen energian lähde on guanosiinitrifosfaattihappo.

Polypeptidiketjun lopettaminen. Ribosomi, jonka pinnalla polypeptidiketju syntetisoitiin, päätyy i-RNA-ketjun loppuun, minkä jälkeen se "hyppää" pois siitä. I-RNA: n vastakkaiseen päähän liittyy uusi ribosomi paikalleen, joka suorittaa polypeptidin seuraavan molekyylin synteesin. Polypeptidiketju irtoaa ribosomista ja vapautuu hyaloplasmaan. Tämä reaktio suoritetaan käyttämällä spesifistä vapautuskerrointa (tekijä R), joka on kytketty ribosomiin ja helpottaa esterisidoksen hydrolyysiä polypeptidin ja tRNA: n välillä.

Hyaloplasmissa muodostuu yksinkertaisia ja monimutkaisia proteiineja polypeptidiketjuista . Toissijaiset, tertiääriset ja monissa tapauksissa proteiinimolekyylin kvaternääriset rakenteet muodostuvat. Näin proteiinien biosynteesi tapahtuu solussa.