Как протеиновата биосинтеза се среща в жива клетка?

Защо се нуждаем от протеини

Всички знаем колко важни са протеините за живия организъм, защото от тях се изграждат тъканите на нашето тяло. Преобладаващата част от биохимичните реакции в нея се катализират от протеини (ензими). Тези сложни вещества са част от клетъчни мембрани (транспорт) и осигуряват защита на цялото тяло от чужди агенти (имуноглобулини). С тях ние храносмиламе храната (храносмилателни ензими) и се движим (протеини мускулна тъкан) те работят в кръвоносната система, осигурявайки кръвосъсирване и са продуктът ендокринна система регулиране на всички процеси в организма.

Как действа протеинът и къде се създава

Протеиновата молекула се състои от органични съединения - аминокиселини. Всяка клетка на тялото трябва да може да произвежда протеин както за собствените си нужди, така и за цялото тяло. Процесът на това "производство" се нарича биосинтез на протеини. Къде отиват вътре в живата клетка? За да се създадат протеинови молекули, всяка най-малка частица от тялото има „протеино-синтетични станции“ - рибозоми. Това са малки вътреклетъчни органели, като единствената им функция е биосинтезата на протеините. Те го правят доста ефективно: от една рибозома се създава протеинова верига 20 аминокиселини. За да се комбинират тези отделни киселини с аминогрупа в дълга протеинова молекула с уникални специфични свойства, е необходимо да се знае колко молекули от определен тип трябва да бъдат свързани в строг ред. Откъде се знае всичко това рибозомът? Цялата информация за това как биосинтезата на протеините трябва да продължи в клетката се “записва” в ядрото на последната, кодирана в гигантска ДНК молекула - фокусна точка на цялата генетична информация на живия организъм. Ето защо биосинтезата на протеините започва в централната органела, ядрото. Налице е първият етап на този процес - копиране на информация за прехвърлянето му към рибозомата.

Етапи на протеинова биосинтеза

За да продължите със сглобяването на протеиновата молекула, както вече бе споменато, рибозомата трябва да получи информация за това как да направи това и аминокиселините, от които ще „конструира” протеина. Целият процес започва с "пренаписването" на информация за структурата на бъдещата протеинова молекула от ДНК до РНК за съобщения (i-RNA). Последният в еукариотна клетка претърпява обработка - узряване. Тя се състои в образуването на по-къса молекула чрез "изрязване" на неинформативни участъци. Следващият етап е характерен само за еукариотната "жива материя" - прехвърлянето на i-RNA от ядрото в цитоплазмата. Паралелно, в последната, транспортна РНК (t-РНК) се свързва с ензими със съответната аминокиселина. И накрая, следващата стъпка е преводът - това е, всъщност, биосинтезата на протеините, протичаща на рибозомата. Последният етап от целия комплексен процес е "узряването" на протеина. Придобива желаната вторична и третична структура, към нея се добавят непротеинови компоненти (например хем, метални молекули, липиди, нуклеотиди, витамини). "Готовата" протеинова молекула се използва или освобождава от клетката.