Sintesi proteica

Cos'è la sintesi proteica?

IL sintesi proteica È un evento biologico che si verifica praticamente in tutti gli esseri viventi. Le cellule prendono costantemente le informazioni immagazzinate nel DNA e, grazie alla presenza di macchinari specializzati molto complessi, le trasformano in molecole proteiche.

Tuttavia, il codice 4 -letter crittografato nel DNA non si traduce direttamente in proteine. Nel processo è coinvolta una molecola di RNA che funziona come un intermediario, chiamato RNA di Messenger.

Quando le cellule hanno bisogno di una particolare proteina, la sequenza nucleotidica di una porzione adeguata nel DNA viene copiata in RNA - in un processo chiamato trascrizione - e questo a sua volta viene tradotto nella proteina in questione.

Il flusso di informazioni descritto (DNA a Messenger RNA e RNA al messaggio alla proteina) si verifica da esseri molto semplici come i batteri agli umani. Questa serie di passaggi è stato chiamato "dogma" centrale di biologia.

Il macchinario responsabile della sintesi proteica è ribosomi. Queste piccole strutture cellulari sono in gran parte nel citoplasma e ancorate al reticolo endoplasmatico.

Stadi di sintesi proteica

Successivamente descriveremo come si verifica la sintesi proteica, iniziando questo processo di "lettura" di materiale genetico e finiremo con la produzione di proteine di per sé.

1. Trascrizione: DNA a Messenger RNA

Il messaggio nella doppia elica del DNA è scritto in un codice a quattro lezioni corrispondente alle basi di adenina (A), Guanina (G), citosina (C) e Timina (T).

Questa sequenza di lettere di DNA funge da temperata per costruire una molecola di RNA equivalente.

Sia il DNA che l'RNA sono polimeri lineari formati dai nucleotidi. Tuttavia, differiscono chimicamente in due aspetti fondamentali: i nucleotidi nell'RNA sono ribonucleotidi e invece della base di timina, l'RNA presenta l'uracile (U), che guarda con l'adenina.

Il processo di trascrizione inizia con l'apertura della doppia elica in una regione specifica. Una delle due catene funge da "muffa" o temperata per la sintesi di RNA. I nucleotidi verranno aggiunti seguendo le regole per l'accoppiamento, C con g e a con u.

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L'enzima principale che partecipa alla trascrizione è l'RNA polimerasi. È responsabile della catalizzazione della formazione di collegamenti di fosfoditester che uniscono i nucleotidi della catena. La catena si estende in direzione da 5 'a 3'.

La crescita della molecola comporta diverse proteine ​​note come "fattori di allungamento" che sono responsabili del mantenimento dell'unione di polimerasi fino alla fine del processo.

2. Spleting RNA di messaggero

Negli eucarioti, i geni hanno una struttura specifica. La sequenza viene interrotta per mezzo di elementi che non faranno parte della proteina, chiamati introni. Il termine si oppone a quello dell'esone, che include le parti del gene che verranno tradotte in proteine.

Lui Giunzione È un evento fondamentale che consiste nell'eliminazione degli introni della molecola di messaggistica, gettare una molecola costruita esclusivamente dagli esoni. Il prodotto finale è l'RNA di messaggero maturo. Fisicamente, si svolge nell'esplictosoma, un macchinario complesso e dinamico.

Oltre allo splicing, l'RNA Messenger subisce ulteriori codificazioni prima di essere tradotto. Viene aggiunto un "cappuccio" la cui natura chimica è un cuber modificato di Guanina, e all'estremità 5 'e una coda di diverse adenine all'altra estremità viene aggiunta.

3. Traduzione: da Messenger all'RNA proteica

Una volta l'RNA a messaggero maturo attraverso il processo di Giunzione Yviaja dal nucleo al citoplasma cellulare, inizia la sintesi della proteina. Questa esportazione è mediata dal complesso dei pori nucleari - una serie di canali acquosi situati nella membrana del nucleo che collega direttamente il citoplasma e il nucleoplasma.

Nella vita di tutti i giorni, usiamo il termine "traduzione" per fare riferimento alla conversione delle parole da una lingua a un'altra.

Ad esempio, possiamo tradurre un libro da inglese in spagnolo. A livello molecolare, la traduzione implica il cambiamento dal linguaggio all'RNA proteica. Per essere più precisi, è il cambiamento dei nucleotidi in aminoacidi. Ma come si verifica questo cambiamento dialetto?

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4. Accoppiamento aminoacido per trasferire l'RNA

I codoni o le terzine presenti nella molecola di RNA Messenger non hanno la capacità di riconoscere direttamente gli aminoacidi. Al contrario, la traduzione dell'RNA Messenger dipende da una molecola che riesce a riconoscere e unirsi al codone e all'amminoacido. Questa molecola è l'RNA di trasferimento.

L'RNA di transferenza può essere piegato in una struttura tridimensionale complessa che ricorda un trifoglio. In questa molecola c'è una regione chiamata "Anticodón", formata da tre nucleotidi consecutivi che si accoppiano con i nucleotidi complementari consecutivi della catena dell'RNA messaggero.

Come menzionato nella sezione precedente, il codice genetico è ridondante, quindi alcuni aminoacidi hanno più di un RNA di trasferimento.

Il rilevamento e la fusione corretti di aminoacidi. Questo enzima è responsabile dell'accoppiamento di entrambe le molecole per mezzo di un legame covalente.

5. Il messaggio dell'RNA è decodificato dai ribosomi

Per formare una proteina, gli aminoacidi si legano tra loro attraverso collegamenti peptidici. Il processo di lettura del messaggero e dell'Unione di aminoacidi specifici si verifica nei ribosomi.

I ribosomi sono complessi catalitici formati da più di 50 molecole proteiche e vari tipi di RN ribosomiale. Negli organismi eucariotici, una cellula media contiene in media milioni di ribosomi nell'ambiente citoplasmatico.

Strutturalmente, un ribosoma è composto da una grande subunità e da un piccolo. La funzione della piccola porzione è di garantire che l'RNA di trasferimento sia correttamente abbinato all'RNA di messaggero, mentre la grande subunità catalizza la formazione del collegamento peptidico tra gli aminoacidi.

Quando il processo di sintesi non è attivo, le due subunità che formano i ribosomi sono separate. All'inizio della sintesi, l'RNA Messenger si unisce a entrambe le subunità, di solito vicino alla fine 5 '.

In questo processo, l'allungamento della catena polipeptidica si verifica con l'aggiunta di un nuovo residuo di aminoacidi nelle seguenti fasi: Unione di RNA di trasferimento, formazione del collegamento peptidico, traslocazione delle subunità. Il risultato di quest'ultimo passaggio è il movimento del ribosoma completo e inizia un nuovo ciclo.

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6. Allungamento della catena polipeptidica

Nei ribosomi si distinguono tre siti: sito E, P e A (vedi immagine principale). Il processo di allungamento inizia quando alcuni aminoacidi sono già stati uniti covalentemente e c'è una molecola di RNA di trasferimento sul sito P.

L'RNA di trasferimento che il prossimo aminoacido deve essere incorporato si unisce al sito A per la base di accoppiamento con l'RNA Messenger. Quindi, la porzione carbossilica del peptide terminale viene rilasciata dall'RNA di trasferimento sul sito P, dalla rottura di un collegamento ad alta energia tra l'RNA di trasferimento e l'amminoacido che indossa.

L'amminoacido libero si unisce alla catena e si forma un nuovo collegamento peptidico. La reazione centrale di questo intero processo è mediata dall'enzima peptidil transferasi, che si trova nella grande subunità dei ribosomi. Pertanto, il ribosoma si muove attraverso l'RNA messaggero, traducendo il dialetto degli aminoacidi in proteine.

Come nella trascrizione, durante la traduzione delle proteine, sono anche coinvolti fattori di allungamento. Questi elementi aumentano la velocità e l'efficacia del processo.

7. Completamento della traduzione

Il processo di traduzione si conclude quando il ribosoma trova i codoni di arresto: UAA, UAG o UGA. Questi non sono riconosciuti da alcun RNA di trasferimento e non si uniscono ad alcun aminoacido.

In questo momento, le proteine ​​note come fattori di rilascio si legano al ribosoma e producono la catalisi di una molecola d'acqua e non un aminoacido. Questa reazione rilascia l'estremità carbossilica terminale. Infine, la catena peptidica viene rilasciata nel citoplasma cellulare.

Riferimenti

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