Proteinsynthese

Was ist die Proteinsynthese?

Der Proteinsynthese Es ist ein biologisches Ereignis, das praktisch in allen Lebewesen vorkommt. Die Zellen nehmen ständig die Informationen, die in der DNA gespeichert sind.

Der in der DNA verschlüsselte 4 -Letter -Code übersetzt jedoch nicht direkt in Proteine. Dabei ist ein RNA -Molekül, das als Vermittler fungiert, als Messenger -RNA bezeichnet.

Wenn Zellen ein bestimmtes Protein benötigen, wird die Nucleotidsequenz eines angemessenen Teils in der DNA in einem Prozess, der als Transkription bezeichnet wird.

Der beschriebene Informationsfluss (DNA zu Messenger -RNA und RNA -Nachricht zu Protein) kommt von sehr einfachen Wesen wie Bakterien bis zum Menschen auf. Diese Reihe von Schritten wurde als zentrales "Dogma" der Biologie bezeichnet.

Die für die Proteinsynthese verantwortliche Maschinerie sind Ribosomen. Diese kleinen Zellstrukturen sind im Zytoplasma in großem Verhältnis und verankert am endoplasmatischen Retikulum.

Proteinsynthesestadien

Als nächst an sich.

1. Transkription: DNA zu Messenger -RNA

Die Nachricht im Doppel -DNA -Propeller ist in einem Vier -Letter -Code geschrieben, der den Adeninbasen (a), Guanina (G), Cytosin (C) und Timina (T) entspricht.

Diese Sequenz von DNA -Buchstaben dient als gemäßigter, um ein äquivalentes RNA -Molekül zu bauen.

Sowohl DNA als auch RNA sind lineare Polymere, die durch Nukleotide gebildet werden. Sie unterscheiden sich jedoch chemisch in zwei grundlegende Aspekte: Nukleotide in RNA sind Ribonukleotide und anstelle der Thyminbase präsentiert die RNA das Uracil (u), das mit dem Adenin aussieht.

Der Transkriptionsprozess beginnt mit der Öffnung des Doppelpropellers in einer bestimmten Region. Eine der beiden Ketten wirkt als „Schimmel“ oder für die RNA -Synthese. Die Nukleotide werden nach den Regeln für die Paarungsbasis C mit G und A mit u hinzugefügt.

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Das Hauptenzym, das an der Transkription teilnimmt, ist die RNA -Polymerase. Es ist verantwortlich für die Katalyse der Bildung von Phosphodiéster -Verbindungen, die die Nukleotide der Kette vereinen. Die Kette erstreckt sich in 5 bis 3 'Richtung.

Das Wachstum des Moleküls beinhaltet verschiedene Proteine.

2. Messenger -RNA -Spleißen

In Eukaryoten haben Gene eine spezifische Struktur. Die Sequenz wird durch Elemente unterbrochen, die nicht Teil des Proteins sind, als Introns bezeichnet. Der Begriff widersetzt sich dem von Exon, der die Teile des Gens enthält, die in Proteine ​​übersetzt werden.

Er Spleißen Es ist ein grundlegendes Ereignis, das in der Eliminierung der Introns des Messenger -Moleküls besteht, um ein Molekül zu werfen, das ausschließlich von Exons gebaut wurde. Das Endprodukt ist die reife Messenger -RNA. Physisch findet es im Explictosom, einer komplexen und dynamischen Maschinerie statt.

Zusätzlich zum Spleißen erleidet die Messenger -RNA zusätzliche Kodifikationen, bevor sie übersetzt wird. Eine "Kapuze", deren chemische Natur ein modifizierter Kuber von Guanina ist, und am Ende von 5 'und ein Schwanz mehrerer Adenine am anderen Ende wird hinzugefügt.

3. Translation: Vom Boten über Protein -RNA

Einmal die reife Messenger -RNA durch den Prozess von Spleißen Yviaja vom Kern zum Zellzytoplasma beginnt die Synthese des Proteins. Dieser Export wird durch den Kernporenkomplex vermittelt - eine Reihe von wässrigen Kanälen in der Nucleus -Membran, die das Zytoplasma und das Nucleoplasma direkt verbindet.

Im Alltag verwenden wir den Begriff "Übersetzung", um sich auf die Umwandlung von Wörtern von einer Sprache in eine andere zu beziehen.

Zum Beispiel können wir ein Englisch in spanisches Buch übersetzen. Auf molekularer Ebene impliziert die Translation die Veränderung von Sprache zu Protein -RNA. Genauer gesagt, es ist die Änderung der Nukleotide zu Aminosäuren. Aber wie passiert dieser Dialektveränderung??

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4. Aminosäurekopplung zur Übertragung von RNA

Die im Messenger -RNA -Molekül gefundenen Codons oder Drillinge haben nicht die Fähigkeit, Aminosäuren direkt zu erkennen. Im Gegensatz dazu hängt die Übersetzung der Messenger -RNA von einem Molekül ab, das es schafft, das Codon und die Aminosäure zu erkennen und zu verbinden. Dieses Molekül ist die Transfer -RNA.

Die Trasferenz -RNA kann in einer komplexen dreidimensionalen Struktur gefaltet werden, die einem Klee ähnelt. In diesem Molekül gibt es eine Region namens „Anticodón“, die von drei aufeinanderfolgenden Nukleotiden gebildet wird, die sich mit den aufeinanderfolgenden komplementären Nukleotiden der Messenger -RNA -Kette paaren.

Wie im vorherigen Abschnitt erwähnt, ist der genetische Code überflüssig, sodass einige Aminosäuren mehr als eine Transfer -RNA haben.

Die korrekte Aminosäurerkennung und -verschmelzung. Dieses Enzym ist für die Kopplung beider Moleküle mithilfe einer kovalenten Bindung verantwortlich.

5. Die Nachricht der RNA wird von den Ribosomen dekodiert

Um ein Protein zu bilden, binden Aminosäuren durch Peptidverbindungen an einander. Der Prozess des Lesens des Botens und der Vereinigung spezifischer Aminosäuren tritt in Ribosomen auf.

Ribosomen sind katalytische Komplexe, die durch mehr als 50 Proteinmoleküle und verschiedene Arten von ribosomalen RN gebildet werden. In eukaryotischen Organismen enthält eine durchschnittliche Zelle durchschnittlich Millionen Ribosomen in der zytoplasmatischen Umgebung.

Strukturell besteht ein Ribosom aus einer großen Untereinheit und einer kleinen. Die Funktion des kleinen Teils ist sicherzustellen.

Wenn der Syntheseprozess nicht aktiv ist, werden die beiden Untereinheiten, die die Ribosomen bilden. Zu Beginn der Synthese verbindet die Messenger -RNA beide Untereinheiten, normalerweise nahe am Ende 5 '.

In diesem Prozess erfolgt die Dehnung der Polypeptidkette durch Zugabe eines neuen Aminosäurerests in den folgenden Schritten: Vereinigung der Transfer -RNA, Bildung der Peptidverbindung, Translokation der Untereinheiten. Das Ergebnis dieses letzten Schritts ist die vollständige Ribosomenbewegung und ein neuer Zyklus beginnt.

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6. Dehnung der Polypeptidkette

In den Ribosomen werden drei Stellen unterschieden: Standort E, P und A (siehe Hauptbild). Der Verlängerungsprozess beginnt, wenn einige Aminosäuren bereits kovalent vereint waren und es ein Transfer -RNA -Molekül an der P -Stelle gibt.

Die Transfer -RNA, dass die nächste Aminosäure eingebaut werden muss. Anschließend wird der terminale Carboxylabschnitt des Peptids aus der Transfer -RNA an der P -Stelle freigesetzt, indem ein hoher Energieverbindung zwischen der Transfer -RNA und der Aminosäure abnimmt, die abnimmt.

Die freie Aminosäure schließt sich der Kette an, und ein neues Peptidverbindung wird gebildet. Die zentrale Reaktion dieses gesamten Prozesses wird durch das Peptidil -Transferase -Enzym vermittelt, das in der großen Untereinheit der Ribosomen vorkommt. Somit bewegt sich das Ribosom durch die Messenger -RNA und übersetzt den Dialekt von Aminosäuren in Proteine.

Wie in der Transkription sind während der Translation von Proteinen auch Dehnungsfaktoren beteiligt. Diese Elemente erhöhen die Geschwindigkeit und Wirksamkeit des Prozesses.

7. Übersetzungsabschluss

Der Übersetzungsprozess schließt, wenn das Ribosom die Stoppcodons findet: UAA, UAG oder UGA. Diese werden von keiner Übertragungs -RNA erkannt und schließen sich einer Aminosäure nicht an.

Zu diesem Zeitpunkt binden Proteine, die als Freisetzungsfaktoren bekannt sind. Diese Reaktion setzt das terminale Carboxylende frei. Schließlich wird die Peptidkette in das Zellzytoplasma freigesetzt.

Verweise

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