Proteinsyntesestruktur: trin for trin

Proteinsyntese er en omfattende proces, der starter fra DNA kodes til mRNA, som omdannes til en aminosyrekæde. Disse kæder er forbundet for at danne polypeptid, som er yderligere aggregeret for at producere molekyler.

Proteinsyntetiserede strukturer omfatter traditionelle proteinmolekyler, der er komponenter i muskler. Men de inkluderer også andre molekyler som hormoner og enzymer.

De vigtigste trin involveret i proteinsyntesestruktur inkluderer:

Proteinsyntesestruktur:

Proteinsyntese i prokaryoter består af 3 trin- transkription, translation og post-translationel behandling. I eukaryoter er emnet lidt mere komplekst og består af et ekstra trin mellem transskription og oversættelse kaldet post-transkriptionel behandling.

Her vil vi diskutere de ovennævnte trin i detaljer:

Transskription:

Transkription er processen med at producere mRNA eller hnRNA (i tilfælde af eukaryoter) ved at omdanne skabelonstrengen af ​​DNA til dens tilsvarende RNA molekyle. Dette gøres ved at komplimentere nitrogenbaserne på template-DNA'et og tilføje de komplementære ribosomale nukleotider side om side.

800px MRNA.svg 1
RNA-transkriptionsproces
Billede: Wikipedia

Indvielse:

Henviser til begyndelsen af ​​den transkriptionelle proces, der udløses af ankomsten af ​​RNA-polymeraseenzymet og binder sig til promotorregionen af ​​DNA'et. Dette sender til gengæld et signal til DNA-dobbelthelixen om at slappe af ved hjælp af en enzym kaldet helicase. RNA-polen aflæser nitrogenbaserne og begynder at producere et komplementært RNA-nukleotid

RNA rolle i transkriptionen og interaktion med andre transkriptionsfaktorer
Hvordan RNA-polymerase interagerer med DNA
Billede: Wikipedia

forlængelse:

Efter at hvert komplementært ribonukleotid er dannet, bindes det til det foregående ved at erstatte et enkelt oxygenatom fra nukleotidets fosfatdel

Opsigelse:

Afslutning af transskriptionen sker når RNA-polymerase støder på noget, der kaldes et stopkodon normalt repræsenteret af en af ​​de tre UAA, UAG eller UGA. Hermed løsnes RNA-polymerasen og mRNA'et eller hnRNA'et i prokaryoter og eukaryoter fra DNA-strengen, og DNA-dobbeltstrengene ender op igen i den oprindelige dobbelthelix-dannelse.

Post-transskriptionel modifikation:

Eukaryoter har ikke-kodende regioner i deres DNA hvilket også afspejles i det producerede RNA. Så det hetero-nukleære RNA-molekyle gennemgår en vis modifikation for at producere funktionelt mRNA. Disse modifikationer indbefatter capping splejsning og tailing af hnRNA.

Afdækning:

Afdækning er simpelthen vedhæftningen af ​​et molekyle af 7-methylguanosin (m7G) til 5'-enden af ​​hnRNA-molekylet. Det terminalt placerede fosfat ved 5'-enden skal elimineres under capping-processen, som udføres af et fosfataseenzym. Følgelig enzym guanosyltransferase katalyserer derefter dannelsen af ​​diphosphat 5'-enden i pladen af ​​den spaltede phosphatgruppe ved 5'-enden.

Splejsning:

Splejsning er processen med at fjerne introner (RNA-segmenter, der ikke koder for proteiner) fra præ-mRNA og forbinde de resterende exoner for at danne et enkelt, kontinuerligt molekyle. Exoner er mRNA-sekvenser, der "oversættes" til proteiner. Exoner er de dele af mRNA-molekylet, der faktisk kan kode for specifikke aminosyrer. Selvom de fleste RNA-splejsning sker efter at præ-mRNA er fuldt genereret og ende-capped, kan transkripter med et betydeligt antal exoner splejses co-transkriptionelt.

protein-syntese-struktur
hnRNA-splejsningsproces
Billede: Wikipedia

Polyadenylering eller tailing:

Halen af ​​hnRNA afslører, at omkring 250 adeninrester blev tilføjet til 3'-enden af ​​hnRNA'et, efter at det var blevet spaltet. Forskere refererer simpelthen til denne lange kæde af adeninrester som en poly(A)-hale. Kun når en specifik signalsekvens er identificeret på 3'-enden af ​​hnRNA'et, sker spaltning og adenylering (eller tilføjelse af yderligere adeninrester). Dette er kendt som en polyadenyleringssignalsekvens (5'-AAUAAA-3') og skal efterfølges af en anden sekvens (5'-CA-3'), der angiver spaltningsstedet.

1920px MRNA-struktur.svg
Struktur af modent mRNA
Billede: Wikipedia

Oversættelse af mRNA:

mRNA'et omdannes eller "oversættes" til en kæde af aminosyrer af den genetiske kode, der findes på den kodende streng af DNA'et. Dette er forholdet mellem DNA-sekvensen og aminosyresekvensen i polypeptidkæden, som er det andet primære trin i genekspression under translation. Hvert kodon i mRNA består af tre nitrogenholdige baser, og hver kodon betegner eller koder for en specifik aminosyre eller nogle for at starte eller stoppe translationsprocessen. Som et resultat bliver mRNA-sekvensen brugt som skabelon til at bygge kædens aminosyrekæde, der producerer et protein i den rigtige rækkefølge.

Post-transkriptionel modifikation af polypeptidkæde:

Den sidste fase af RNA-proteinsyntese refererer til de modifikationer, som polypeptidkæden gennemgår, før den samles til proteinmakromolekyler.

PTM'er eller post-translationelle modifikationer øger proteomets funktionelle diversitet ved kovalent at binde funktionelle grupper af proteiner, proteolytisk spalte regulatoriske underenheder eller slette hele proteiner. Fosforylering, glycosylering, ubiquitinering, nitrosylering, methylering, acetylering, lipidering og proteolyse er alle eksempler på protein ændringer.

Celleproteinsynteseproces

In cellers proteinsyntese især i eukaryote celler starter fra kernen og ender i cytoplasmaet.

Processen med transkription og post-transkriptionel behandling inde i kernen, da de involverer DNA og enzymer forbundet med DNA-vikling og afvikling, der kun forekommer inde i kernen. Til translation og PTM flytter mRNA'et til kernen.

Dette skyldes, at oversættelse krævede ribosomer, der findes knyttet til Golgi kroppe. Hvorimod post-translationel modifikation kræver specifikke enzymer, der findes eller produceres i cytoplasmaet, så det forekommer i cytoplasmaet uden for kernen.

Men i celler er DNA til stede i en anden celleorganel - mitokondrierne som også kan deltage i proteinsyntesen. Der er en meget vigtig forskel mellem nuklear og mitokondrielt DNA. I kernen fungerer UAA, UAG eller UGA alle som stopkodoner.

Men i mitokondriel transkription er der kun et stopkodon UAG. I mitokondrierne koder UGA for tryptofan. Også i nuklear transkription koder UAU for methionin, mens det i mitokondrierne koder for isoleucin.

Læs også: