Ποια είναι τα βήματα της σύνθεσης πρωτεϊνών;

Τα στάδια της πρωτεϊνικής σύνθεσης, η διαδικασία με την οποία οι γενετικές πληροφορίες μετατρέπονται σε πρωτεΐνες, είναι η μεταγραφή, η μετάφραση και σε ορισμένες περιπτώσεις η μετα -μεταφραστική τροποποίηση και η αναδίπλωση πρωτεϊνών. Οι πρωτεΐνες είναι λειτουργικές βιολογικές μονάδες που αποτελούνται από διπλωμένες βιοχημικές αλυσίδες που εμπλέκονται σχεδόν σε κάθε χημική διαδικασία που λαμβάνει χώρα στο σώμα, συμπεριλαμβανομένης της ανοσοαπόκρισης, της πέψης και της ανάπτυξης των κυττάρων. Παίζουν επίσης δομικό ρόλο σε πολλούς οργανισμούς και είναι υπεύθυνοι για τη διατήρηση των σχημάτων και των θέσεων πολλών κυττάρων, ιστών και οργάνων. Διαφορετικές πρωτεΐνες πρέπει να παράγονται σε σωστές αναλογίες με σωστό χρονισμό, οπότε είναι σημαντικό τα βήματα για τη σύνθεσή τους να εκτελούνται με συντονισμένο και ακριβή τρόπο.

Η μεταγραφή είναι το πρώτο από τα σημαντικότερα βήματα στην παραγωγή πρωτεϊνών. Κατά τη μεταγραφή, οι γενετικές πληροφορίες με τη μορφή δίκλωνου δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος ή DNA, «διαβάζονται» από μια ομάδα πρωτεϊνών που δημιουργούν ένα μονόκλωνο ριβονουκλεϊκό οξύ, ή RNA, μεταγραφή. Οι πρωτεΐνες ξεκινούν και τελειώνουν τη διαδικασία μεταγραφής σε συγκεκριμένα σημεία σε ένα κλώνο DNA με βάση τις γενετικές πληροφορίες που κωδικοποιούνται στον κλώνο. Τα συγκεκριμένα σημεία έναρξης και διακοπής καθορίζουν την ταυτότητα της πρωτεΐνης που θα παραχθεί αργότερα. Ο κλώνος του DNA διατηρείται σε μεταγραφή, οπότε πολλές μεταγραφές RNA μπορούν να παραχθούν από έναν μόνο κλώνο DNA.

Το επόμενο από τα κύρια στάδια της πρωτεϊνικής σύνθεσης αναφέρεται ως μετάφραση, δηλαδή όταν παράγεται η ίδια η πρωτεΐνη. τα άλλα βήματα περιλαμβάνουν είτε την παραγωγή της μεταγραφής που περιέχει πληροφορίες για την πρωτεΐνη είτε τροποποίηση της πρωτεΐνης μετά την παραγωγή της. Σε μετάφραση, το αντίγραφο RNA περιβάλλεται από ριβόσωμα, ή το «εργοστάσιο πρωτεϊνών» που «διαβάζει» τις γενετικές πληροφορίες της μεταγραφής για να παράγει μια πολυπεπτιδική αλυσίδα. Αυτή η αλυσίδα, πριν διπλωθεί, είναι απλώς μια σειρά αμινοξέων. Είτε αυθόρμητα είτε με τη βοήθεια άλλων πρωτεϊνών, η αλυσίδα αμινοξέων αναδιπλώνεται αργότερα και παίρνει την τρισδιάστατη δομή από την οποία προέρχονται οι λειτουργίες των πρωτεϊνών.

Αν και η πρωτεΐνη παράγεται σε μετάφραση, μερικές φορές υπάρχουν περαιτέρω βήματα απαραίτητα για τη σύνθεση πρωτεϊνών που διασφαλίζουν ότι η πρωτεΐνη είναι κατάλληλη για τον τελικό σκοπό της. Η αναδίπλωση πρωτεϊνών, για παράδειγμα, γενικά δεν ολοκληρώνεται παρά μόνο μετά την ολοκλήρωση της μετάφρασης. Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις, άλλες πρωτεΐνες πραγματοποιούν χημικές τροποποιήσεις στη νέα μονάδα. Αυτές οι αλλαγές τείνουν να αλλάξουν την τρισδιάστατη δομή της πρωτεΐνης, αλλάζοντας έτσι τη λειτουργία της. Άλλες μορφές μετα -μεταφραστικής τροποποίησης μπορούν επίσης να ενεργοποιήσουν ή να απενεργοποιήσουν αναστρέψιμα τη νεοπαραγόμενη πρωτεΐνη.