Proces biosyntezy białek jest niezwykle ważny dla komórki. Ponieważ białka są złożonymi substancjami, które odgrywają główną rolę w tkankach, są one niezbędne. Z tego powodu w komórce realizowany jest cały łańcuch procesów biosyntezy białek, który odbywa się w kilku organellach. Gwarantuje to reprodukcję komórek i możliwość istnienia.
Istota procesu biosyntezy białek
Jedynym miejscem syntezy białek jest szorstka retikulum endoplazmatyczne. Tutaj znajduje się większość rybosomów, które są odpowiedzialne za tworzenie łańcucha polipeptydowego. Jednak przed rozpoczęciem etapu translacji (procesu syntezy białek) wymagana jest aktywacja genu przechowującego informacje o strukturze białka. Następnie wymagane jest skopiowanie tej sekcji DNA (lub RNA, jeśli rozważana jest biosynteza bakterii).
Po skopiowaniu DNA wymagany jest proces tworzenia informacyjnego RNA. Na jej podstawie zostanie przeprowadzona synteza łańcucha białkowego. Ponadto wszystkie etapy zachodzące z udziałem kwasów nukleinowych muszą zachodzić w jądrze komórkowym. Jednak nie tutaj zachodzi synteza białek. To jestmiejsce, w którym prowadzone są przygotowania do biosyntezy.
Biosynteza białek rybosomalnych
Głównym miejscem syntezy białek jest rybosom, organella komórkowe składające się z dwóch podjednostek. W komórce znajduje się ogromna liczba takich struktur i znajdują się one głównie na błonach szorstkiej retikulum endoplazmatycznego. Sama biosynteza zachodzi w następujący sposób: informacyjny RNA utworzony w jądrze komórkowym wychodzi przez pory jądrowe do cytoplazmy i spotyka się z rybosomem. Następnie mRNA zostaje wepchnięty do szczeliny między podjednostkami rybosomu, po czym zostaje utrwalony pierwszy aminokwas.
Do miejsca, w którym zachodzi synteza białek, aminokwasy dostarczane są za pomocą transferowego RNA. Jedna taka cząsteczka może dostarczyć jeden aminokwas na raz. Łączą się one kolejno, w zależności od sekwencji kodonów informacyjnego RNA. Również synteza może się na chwilę zatrzymać.
Podczas poruszania się wzdłuż mRNA, rybosom może wchodzić w obszary (introny), które nie kodują aminokwasów. W tych miejscach rybosom po prostu porusza się wzdłuż mRNA, ale do łańcucha nie są dodawane żadne aminokwasy. Gdy tylko rybosom dotrze do eksonu, czyli miejsca, które koduje kwas, przyłącza się ponownie do polipeptydu.
Posyntetyczna modyfikacja białek
Gdy rybosom osiągnie kodon stop informacyjnego RNA, proces bezpośredniej syntezy jest zakończony. Jednak powstała cząsteczka ma strukturę pierwszorzędową i nie może jeszcze pełnić zarezerwowanych dla niej funkcji. Aby w pełni funkcjonować, cząsteczkapowinny być zorganizowane w określoną strukturę: drugorzędową, trzeciorzędową lub nawet bardziej złożoną - czwartorzędową.
Strukturalna organizacja białka
Struktura drugorzędna - pierwszy etap organizacji strukturalnej. Aby to osiągnąć, główny łańcuch polipeptydowy musi zwijać się (tworzyć alfa helisy) lub fałdować (tworzyć warstwy beta). Następnie, aby zająć jeszcze mniej miejsca na całej długości, cząsteczka jest jeszcze bardziej kurczona i zwijana w kulkę dzięki wiązaniom wodorowym, kowalencyjnym i jonowym, a także interakcjom międzyatomowym. W ten sposób uzyskuje się globularną strukturę białka.
Czwartorzędowa struktura białka
Struktura czwartorzędowa jest najbardziej złożona ze wszystkich. Składa się z kilku odcinków o strukturze kulistej, połączonych włóknistymi włóknami polipeptydu. Ponadto struktura trzeciorzędowa i czwartorzędowa może zawierać resztę węglowodanową lub lipidową, co rozszerza spektrum funkcji białek. W szczególności glikoproteiny, złożone związki białka i węglowodanów, są immunoglobulinami i pełnią funkcję ochronną. Ponadto glikoproteiny znajdują się na błonach komórkowych i działają jako receptory. Jednak cząsteczka jest modyfikowana nie tam, gdzie zachodzi synteza białek, ale w gładkiej retikulum endoplazmatycznym. Tutaj istnieje możliwość przyłączania lipidów, metali i węglowodanów do domen białkowych.
