Ubiquitina este un tip de proteină găsit în celulele eucariote. Celulele eucariote au un nucleu celular și se găsesc la oameni, animale, plante și ciuperci. În interiorul celulelor, proteinele sunt continuu sintetizate și descompuse sau degradate, iar sistemul de ubiquitină ajută la reglarea acestei rotații de proteine. Ubiquitina se atașează de acele proteine care urmează să fie degradate, etichetându-le eficient. Apoi proteinele sunt duse la o structură numită proteazom, unde are loc degradarea.
Proteinele sunt formate din unități numite aminoacizi, iar 76 de aminoacizi alcătuiesc mica proteină ubiquitină. Secvența acestor aminoacizi nu se schimbă foarte mult în diferite organisme, astfel încât ubiquitina de drojdie și ubiquitina umană conțin doar aproximativ trei diferențe de secvență. Ubiquitin își trage numele de la cuvântul omniprezent, care se referă la ceva ce se găsește peste tot. În conformitate cu numele său, ubiquitina nu se limitează la o singură parte a celulei, ci este prezentă peste tot. Sistemul ubiquitin este implicat în multe procese celulare în care are loc modificarea proteinelor, inclusiv creșterea, diviziunea și moartea celulelor și copierea și repararea ADN-ului.
Înainte ca sistemul ubiquitin să înceapă să funcționeze, ubiquitina trebuie activată. Acest pas necesită energie sub formă de adenozin trifosfat (ATP), o structură care transportă energia chimică în interiorul celulei. Energia este necesară pentru a permite unei enzime numite E1 să activeze ubiquitina.
În continuare, încă două enzime ale sistemului ubiquitinic, cunoscute sub numele de E2 și E3, acționează împreună pentru a atașa ubiquitina la proteina țintă. Se crede că E3 ajută, de asemenea, la identificarea proteinei, iar una sau mai multe molecule de ubiquitină pot fi apoi atașate acesteia. Semnalul care marchează o proteină pentru recunoașterea de către sistemul ubiquitină nu este cunoscut, deși oamenii de știință cred că anumiți aminoacizi pot fi responsabili, dintre care unii pot rămâne ascunși dacă proteina nu se desfășoară sau ia parte la o reacție.
În cele din urmă, proteina cu eticheta sa de ubiquitină este transferată într-un proteazom pentru a fi degradată. Unii oameni de știință cred că ubiquitina ajută la menținerea proteinei atașate de proteazom în timp ce are loc degradarea, împiedicând-o să se desprindă prea devreme. Proteazomii sunt mașini cilindrice de degradare a proteinelor care constau dintr-un teanc de inele. Inelele de la fiecare capăt al cilindrului sunt inactive, în timp ce inelele centrale sunt active și înglobează o cameră în care proteinele sunt descompuse. Capacele de la ambele capete ale cilindrului se atașează de ubiquitină și direcționează proteinele în cameră pentru degradare.