فرآیند بیوسنتز پروتئین برای سلول بسیار مهم است. از آنجایی که پروتئین ها مواد پیچیده ای هستند که نقش اصلی را در بافت ها ایفا می کنند، ضروری هستند. به همین دلیل، یک زنجیره کامل از فرآیندهای بیوسنتز پروتئین در سلول تحقق می یابد که در چندین اندامک انجام می شود. این امر تولید مثل سلولی و امکان وجود را تضمین می کند.
ماهیت فرآیند بیوسنتز پروتئین
تنها محل برای سنتز پروتئین شبکه آندوپلاسمی خشن است. در اینجا بخش عمده ای از ریبوزوم ها قرار دارد که مسئول تشکیل زنجیره پلی پپتیدی هستند. با این حال، قبل از شروع مرحله ترجمه (فرایند سنتز پروتئین)، فعال سازی ژنی که اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین را ذخیره می کند، مورد نیاز است. پس از آن، کپی کردن این بخش از DNA (یا RNA، اگر بیوسنتز باکتری در نظر گرفته شود) مورد نیاز است.
پس از کپی DNA، فرآیند ایجاد RNA پیام رسان مورد نیاز است. بر اساس آن سنتز زنجیره پروتئینی انجام خواهد شد. علاوه بر این، تمام مراحلی که با دخالت اسیدهای نوکلئیک رخ می دهد باید در هسته سلول رخ دهد. با این حال، این جایی نیست که سنتز پروتئین انجام شود. این هستمکانی که در آن آماده سازی برای بیوسنتز انجام می شود.
بیوسنتز پروتئین ریبوزومی
محل اصلی که در آن سنتز پروتئین رخ می دهد، ریبوزوم است، اندامک سلولی متشکل از دو زیر واحد. تعداد زیادی از چنین ساختارهایی در سلول وجود دارد و آنها عمدتاً بر روی غشاهای شبکه آندوپلاسمی خشن قرار دارند. خود بیوسنتز به صورت زیر انجام می شود: RNA پیام رسان تشکیل شده در هسته سلول از طریق منافذ هسته ای به داخل سیتوپلاسم خارج می شود و با ریبوزوم ملاقات می کند. سپس mRNA به شکاف بین زیر واحدهای ریبوزوم فشار داده می شود و پس از آن اولین اسید آمینه ثابت می شود.
به محلی که سنتز پروتئین اتفاق می افتد، اسیدهای آمینه با کمک RNA انتقالی تامین می شود. یکی از این مولکول ها می تواند هر بار یک اسید آمینه به همراه داشته باشد. آنها به نوبه خود بسته به توالی کدون RNA پیام رسان به هم می پیوندند. همچنین، سنتز ممکن است برای مدتی متوقف شود.
هنگامی که در امتداد mRNA حرکت می کند، ریبوزوم می تواند وارد مناطقی (اینترون) شود که اسیدهای آمینه را کد نمی کنند. در این مکان ها، ریبوزوم به سادگی در طول mRNA حرکت می کند، اما هیچ اسید آمینه ای به زنجیره اضافه نمی شود. به محض اینکه ریبوزوم به اگزون می رسد، یعنی محلی که اسید را کد می کند، سپس دوباره به پلی پپتید می چسبد.
اصلاح پروتئین ها پس از سنتز
پس از رسیدن ریبوزوم به کدون توقف RNA پیام رسان، فرآیند سنتز مستقیم کامل می شود. با این حال، مولکول به دست آمده دارای یک ساختار اولیه است و هنوز نمی تواند عملکردهای رزرو شده برای آن را انجام دهد. به منظور عملکرد کامل، مولکولباید به یک ساختار خاص سازماندهی شود: ثانویه، سوم یا حتی پیچیده تر - چهارتایی.
سازمان ساختاری پروتئین
ساختار ثانویه - مرحله اول سازماندهی ساختاری. برای دستیابی به آن، زنجیره پلی پپتیدی اولیه باید بپیچد (مارپیچ آلفا تشکیل دهد) یا تا شود (لایه های بتا ایجاد کند). سپس، به منظور اشغال فضای کمتر در طول طول، مولکول به دلیل پیوندهای هیدروژنی، کووالانسی و یونی و همچنین فعل و انفعالات بین اتمی، حتی بیشتر منقبض شده و به شکل یک توپ پیچیده می شود. بنابراین، ساختار کروی پروتئین به دست می آید.
ساختار پروتئین چهارگانه
ساختار چهارتایی پیچیده‌ترین ساختار است. از چندین بخش با ساختار کروی تشکیل شده است که توسط رشته های فیبریلی پلی پپتید به هم متصل شده اند. علاوه بر این، ساختار سوم و چهارم می‌تواند حاوی باقیمانده کربوهیدرات یا چربی باشد که طیف عملکردهای پروتئین را گسترش می‌دهد. به طور خاص، گلیکوپروتئین ها، ترکیبات پیچیده پروتئین و کربوهیدرات، ایمونوگلوبولین هستند و عملکرد محافظتی را انجام می دهند. همچنین گلیکوپروتئین ها روی غشای سلولی قرار دارند و به عنوان گیرنده عمل می کنند. با این حال، مولکول نه در جایی که سنتز پروتئین اتفاق می افتد، بلکه در شبکه آندوپلاسمی صاف اصلاح می شود. در اینجا امکان اتصال لیپیدها، فلزات و کربوهیدرات ها به حوزه پروتئین وجود دارد.
