Metoda standard de producere a proteinelor sau sinteza proteinelor include două părți: transcripția proteinelor și translatarea proteinelor. Transcripția proteinelor face o copie a acidului ribonucleic (ARN) a unei gene care poartă modelul pentru a produce proteina necesară. În traducerea proteinelor, ARN-ul este folosit pentru a face o proteină folosind blocuri de construcție a aminoacizilor. Bacteriile, care sunt procariote, produc proteine printr-o metodă mai simplă care nu implică modificări post-transcripție sau post-traducere. Animalele mai complexe, cum ar fi oamenii, sunt eucariote și fac modificări ARN-ului și proteinelor în timpul producției de proteine.
Transcripția proteinelor are loc în nucleul unei celule, unde este conținut acidul dezoxiribonucleic (ADN). ADN-ul este partea genetică sau ereditară a unei celule, iar genele pe care le conține comandă proteinele care sunt apoi produse în celulă. În timpul transcripției, o genă ADN este utilizată pentru a produce ARN mesager (ARNm), care este o copie a ARN-ului. ARN polimeraza, o enzimă, face transcripția.
Procesul de translație a proteinelor se realizează în citoplasma celulei, care este tot ce se află în celulă în afara nucleului. În traducere, copia ARNm a unei gene este folosită pentru a adăuga aminoacizi în ordinea corectă pentru a produce proteina. Traducerea folosește o structură numită ribozom pentru a produce proteine.
ARNm conține codoni, fiecare dintre care codifică unul dintre cei 20 de aminoacizi. Ribozomul face sandwich cu ARNm. ARN-ul de transfer (ARNt) este utilizat pentru a aduce un nou aminoacid care se potrivește cu codonul expus din ARNm. Apoi, totul se schimbă, este disponibil un nou codon și un nou ARNt aduce următorul aminoacid. Aceasta continuă până când se ajunge la un codon stop, ceea ce indică faptul că proteina este complet produsă.
Există o modalitate la fel de simplă de a-și aminti ce metode de producere a proteinelor fac ce. A transcrie ceva înseamnă a-l copia. ADN-ul și ARN-ul sunt molecule foarte asemănătoare, așa că a lua ADN și a face o copie a ARN-ului ar însemna a transcrie, așa că acest pas se numește transcripție.
A traduce înseamnă a lua o limbă și a o descifra într-o altă limbă. ARN-ul și proteinele sunt făcute cu blocuri diferite și, prin urmare, sunt molecule foarte diferite. Există un cod genetic universal care este folosit pentru a traduce ceea ce este în ARN în blocurile de construcție a aminoacizilor unei proteine, așa că transformarea ARN-ului în proteină se numește traducere.
Celulele eucariote, care includ majoritatea animalelor de la drojdie la oameni, fac atât modificări post-transcripție, cât și post-traducere în timpul producției de proteine. Modificările post-transcripție implică un proces numit splicing, care este necesar pentru a face o moleculă funcțională de ARNm. Un transcript pre-ARNm conține două părți, exoni care sunt necesari pentru a doua etapă de producere a proteinei și introni care nu sunt necesari. În splicing, intronii sunt tăiați, iar exonii sunt reuniți împreună. În timpul îmbinării, exonii pot fi, de asemenea, rearanjați dintr-o genă pentru a crea proteine diferite.
Modificările post-traducere implică ajutarea plierii proteinei, precum și direcționarea corectă a proteinei în celulă. Adesea, o proteină începe cu ceea ce se numește o peptidă semnal. Această peptidă semnal acționează ca o adresă pentru a direcționa proteina acolo unde este necesară în celulă și este apoi îndepărtată de obicei după ce proteina ajunge la denumirea sa. Majoritatea proteinelor eucariote nu se pot plia singure în formele lor tridimensionale specifice. Proteinele Chaperon ajută apoi proteinele să se plieze în molecule funcționale.