Viele Substanzen werden vom Körper benötigt, um gesund zu bleiben, darunter Protein. Proteine oder im Griechischen Protos genannt (vor allem) selbst sind komplexe organische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, die Polymere von Aminosäuremonomeren sind, die über Peptidbindungen miteinander verbunden sind (Animosäureketten). Proteinmoleküle enthalten Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und manchmal Schwefel und Phosphor. Seine Rolle? als Fundament eines Gebäudes namens menschlicher Körper. Daher ist seine Existenz sehr wichtig. Aber natürlich kommt Protein nicht einfach so. Dies muss festgestellt werden, und die Bildung oder Synthese von Proteinen erfolgt unter Einbeziehung vieler "Parteien", einschließlich DNA und RNA.
Bevor wir mehr über diese beiden Dinge (DNA und RNA) erfahren, ist es gut, wenn wir zuerst die Bedeutung der Proteinsynthese kennenlernen.
Die Proteinsynthese ist eigentlich ein Prozess, um lineare Aminosäuren im Körper in Protein umzuwandeln. Hierbei sind die Rollen von DNA und RNA wichtig, da sie am Prozess beteiligt sind. Das DNA-Molekül ist die Quelle für die Kodierung, dass Nukleinsäuren zu den Aminosäuren werden, aus denen Proteine bestehen - die nicht direkt am Prozess beteiligt sind. Während RNA-Moleküle das Ergebnis der Transkription von DNA-Molekülen in einer Zelle sind. Dieses RNA-Molekül wird dann als Baustein für Proteine in Aminosäuren übersetzt.
Es gibt drei wichtige Aspekte im Mechanismus der Proteinsynthese, nämlich den Ort der Proteinsynthese in Zellen; der Mechanismus für den Informationstransfer oder das Ergebnis der Transformation von DNA zum Ort der Proteinsynthese; und der Mechanismus der Aminosäuren, aus denen die Proteine in einer Zelle bestehen, um sich zu trennen, um spezifische Proteine zu bilden.
Die Proteinsynthese findet im Ribosom statt, einer der kleinen und dichten Organellen in der Zelle (auch im Zellkern), indem aus der translatierten mRNA ein unspezifisches oder geeignetes Protein hergestellt wird. Das Ribosom selbst hat einen Durchmesser von etwa 20 nm und besteht aus 65% ribosomaler RNA (rRNA) und 35% ribosomalem Protein (Ribonucleoprotein oder RNP genannt).
Proteinherstellungsprozess
Grundsätzlich verwenden Zellen die in der DNA enthaltenen genetischen Informationen (Gene), um Proteine herzustellen. Der Prozess der Proteinherstellung oder Proteinsynthese ist in drei Schritte unterteilt, nämlich Transkription, Translation und Proteinfaltung.
1. Transkription
Transkription ist der Prozess der Bildung von RNA aus einer der DNA-Matrizenbanden (DNA sense). In diesem Stadium werden 3 Arten von RNA produziert, nämlich mRNA, tRNA und rRNA.
Dieses Stadium kann im Zytoplasma stattfinden, indem der Prozess des Öffnens der Doppelketten, die der DNA gehören, mit Hilfe des RNA-Polymeraseenzyms gestartet wird. In diesem Stadium gibt es eine einzelne Kette, die als Sense-Kette fungiert, während die andere Kette, die vom DNA-Paar stammt, als Antisense-Kette bezeichnet wird.
Das Transkriptionsstadium selbst ist in drei Phasen unterteilt: Initiations-, Elongations- und Terminationsstadien.
Einleitung
Die RNA-Polymerase bindet an DNA-Stränge, sogenannte Promotoren, die sich am Anfang eines Gens befinden. Jedes Gen hat seinen eigenen Promotor. Einmal gebunden, trennt die RNA-Polymerase die Doppelstränge der DNA und liefert eine Matrize oder Matrize für die Einzelstränge, die zur Transkription bereit sind.
Verlängerung
Ein DNA-Strang, der Formstrang, dient als Matrize zur Verwendung durch das RNA-Polymeraseenzym. Beim "Lesen" dieser Form bildet die RNA-Polymerase das RNA-Molekül aus dem Nukleotid und erzeugt eine Kette, die von 5 "auf 3" wächst. Transkriptions-RNA enthält die gleichen Informationen von Nicht-Template-DNA-Strängen (kodierend).
Beendigung
Diese Sequenz signalisiert, dass die RNA-Transkription abgeschlossen ist. Nach der Transkription setzt die RNA-Polymerase die Transkription von RNA frei.
2. Übersetzung
Die Translation ist der Prozess von Nukleotidsequenzen in mRNA, die in Aminosäuresequenzen aus der Polypeptidkette übersetzt werden. Während dieses Prozesses "liest" die Zelle die Informationen über Messenger-RNA (mRNA) und verwendet sie zur Herstellung eines Proteins.
Es sind mindestens 20 Arten von Aminosäuren erforderlich, um Proteine bilden zu können, die aus der Translation des mRNA-Codons stammen. In einer mRNA sind die Anweisungen zur Herstellung von Polypeptiden Nukleotid-RNA (Adenin, Uracil, Cytosin, Guanin), die in Gruppen von drei Nukleotiden gelesen wird. Diese Dreiergruppen werden Codons genannt. Darüber hinaus produzieren einige dieser Aminosäuren spezifische Polypeptidketten und bilden später spezifische Proteine.
Der Übersetzungsprozess selbst ist in drei Phasen unterteilt:
Anfangsphase oder Einweihung
In diesem Stadium sammelt sich das Ribosom um die zu lesende mRNA und die erste tRNA, die die Aminosäure Methionin trägt (die mit dem Startcodon AUG übereinstimmt). Dieser Abschnitt wird benötigt, damit die Übersetzungsphase beginnen kann.
Verlängerung oder Verlängerung der Kette
Dies ist das Stadium, in dem die Aminosäurekette verlängert wird. Hier wird die mRNA jeweils ein Codon gelesen und die dem Codon entsprechende Aminosäure zur Proteinkette hinzugefügt. Während der Verlängerung bewegt sich die tRNA an den A-, P- und E-Stellen des Ribosoms vorbei. Dieser Vorgang wird immer wieder wiederholt, wenn neue Codons gelesen und neue Aminosäuren zur Kette hinzugefügt werden.
Beendigung
Dies ist das Stadium, in dem die Polypeptidkette freigesetzt wird. Dieser Prozess beginnt, wenn ein Stoppcodon (UAG, UAA oder UGA) in das Ribosom eintritt, die Polypeptidkette von der tRNA trennt und das Ribosom verlässt.
3. Proteinfaltung
Die neu synthetisierte Polypeptidkette funktioniert erst, wenn sie bestimmte strukturelle Modifikationen wie die Zugabe von Schwanzkohlenhydraten (Glykosylierung), Lipiden, prothetischen Gruppen usw. erfährt. Um funktionell zu sein, wird sie durch posttranslationale Modifikation und Protein durchgeführt falten.
Die Proteinfaltung ist in vier Ebenen unterteilt, nämlich die primäre Ebene (lineare Polypeptidketten); mittleres Niveau (α-Helix und β-Faltenblatt); Tertiärniveau (faserige und kreisförmige Form); und Quartärniveau (Proteinkomplex mit zwei oder mehr Untereinheiten.
Hinweis
Es sind 61 Codons für Aminosäuren bekannt. Jedes Codon wird "gelesen", um eine spezifische Aminosäure aus den 20 Aminosäuren aufzubauen, die normalerweise in Proteinen gefunden werden.
Ein Codon, nämlich AUG, hat die Funktion, die Aminosäure Methionin aufzubauen, und wirkt auch als Codon starten den Beginn der Proteinherstellung zu signalisieren.
Die drei Codons, die keine Aminosäuren bilden, sogenannte Stopcodons, sind eingeschlossen UAA, UAG, und UGA. Alle drei teilen der Zelle mit, wann die Polypeptidherstellung abgeschlossen ist.
