Sự sống là một quá trình tồn tại của các phân tử protein. Đây là cách mà nhiều nhà khoa học bày tỏ, những người tin rằng protein là cơ sở của mọi sinh vật. Những nhận định này hoàn toàn đúng, vì những chất này trong tế bào có số chức năng cơ bản lớn nhất. Tất cả các hợp chất hữu cơ khác đều đóng vai trò là chất nền năng lượng, và năng lượng lại cần thiết cho quá trình tổng hợp các phân tử protein.
Khả năng tổng hợp protein của cơ thể
Không phải tất cả các sinh vật hiện có đều có khả năng tổng hợp protein trong tế bào. Vi rút và một số loại vi khuẩn không thể hình thành protein, do đó chúng ký sinh và nhận các chất cần thiết từ tế bào chủ. Các sinh vật khác, bao gồm cả tế bào nhân sơ, có khả năng tổng hợp protein. Tất cả các tế bào người, động vật, thực vật, nấm, hầu hết tất cả vi khuẩn và nguyên sinh vật đều sống nhờ vào khả năng sinh tổng hợp protein. Điều này là cần thiết để thực hiện các chức năng tạo cấu trúc, bảo vệ, thụ thể, vận chuyển và các chức năng khác.
Phản ứng giai đoạnsinh tổng hợp protein
Cấu trúc của protein được mã hóa trong axit nucleic (DNA hoặc RNA) ở dạng codon. Đây là thông tin di truyền được tái tạo mỗi khi tế bào cần một chất protein mới. Khởi đầu của quá trình sinh tổng hợp là việc chuyển thông tin đến hạt nhân về nhu cầu tổng hợp một loại protein mới với các đặc tính đã cho.
Để đáp ứng điều này, một phần của axit nucleic được khử khoáng, nơi cấu trúc của nó được mã hóa. Nơi này được nhân đôi bởi RNA thông tin và chuyển đến ribosome. Chúng chịu trách nhiệm xây dựng chuỗi polypeptide dựa trên chất nền - RNA thông tin. Tóm lại, tất cả các giai đoạn của quá trình sinh tổng hợp được trình bày như sau:
- phiên mã (giai đoạn nhân đôi đoạn DNA với cấu trúc protein được mã hóa);
- xử lý (hình thành RNA thông tin);
- dịch (tổng hợp protein trong tế bào dựa trên RNA thông tin);
- sửa đổi sau dịch mã ("sự trưởng thành" của polypeptit, sự hình thành cấu trúc ba chiều của nó).
Phiên mã axit nucleic
Tất cả quá trình tổng hợp protein trong tế bào đều do ribosome thực hiện và thông tin về phân tử được chứa trong axit nucleic (RNA hoặc DNA). Nó nằm trong các gen: mỗi gen là một protein cụ thể. Các gen chứa thông tin về trình tự axit amin của một protein mới. Trong trường hợp DNA, việc loại bỏ mã di truyền được thực hiện theo cách này:
- sự giải phóng vị trí axit nucleic khỏi histones bắt đầu, quá trình khử thoát hơi nước xảy ra;
- DNA polymerasenhân đôi đoạn DNA lưu trữ gen protein;
- phần nhân đôi là tiền chất của RNA thông tin, được xử lý bởi các enzym để loại bỏ các phần chèn không mã hóa (quá trình tổng hợp mRNA được thực hiện trên cơ sở của nó).
Dựa trên RNA thông tin tiền, mRNA được tổng hợp. Nó đã là một chất nền, sau đó quá trình tổng hợp protein trong tế bào diễn ra trên ribosome (trong lưới nội chất thô).
Tổng hợp protein ribosome
RNA thông báo có hai đầu, được sắp xếp thành 3`-5`. Quá trình đọc và tổng hợp protein trên ribosome bắt đầu ở đầu 5 và tiếp tục đến intron, một vùng không mã hóa bất kỳ axit amin nào. Nó diễn ra như thế này:
- "chuỗi" RNA thông tin vào ribosome, gắn axit amin đầu tiên;
- ribosome dịch chuyển dọc theo RNA thông tin bởi một codon;
- RNA chuyển cung cấp axit alpha-amino mong muốn (được mã hóa bởi codon mRNA nhất định);
- một axit amin tham gia với axit amin ban đầu để tạo thành một đipeptit;
- sau đó mRNA lại được dịch chuyển một codon, một axit amin alpha được đưa vào và tham gia vào chuỗi peptit đang phát triển.
Khi ribosome tiếp cận intron (đoạn chèn không mã hóa), RNA thông tin sẽ tiếp tục. Sau đó, khi RNA thông tin tiến bộ, ribosome lại tiếp cận exon - vị trí có trình tự nucleotide tương ứng với một sốaxit amin.
Từ thời điểm này, việc bổ sung các đơn phân protein vào chuỗi bắt đầu trở lại. Quá trình tiếp tục cho đến khi intron tiếp theo xuất hiện hoặc cho đến khi codon dừng. Quá trình sau sẽ dừng quá trình tổng hợp chuỗi polypeptit, sau đó cấu trúc cơ bản của protein được coi là hoàn chỉnh và giai đoạn sửa đổi sau tổng hợp (sau dịch mã) của phân tử bắt đầu.
Sửa đổi sau dịch
Sau khi dịch mã, quá trình tổng hợp prôtêin xảy ra trong cisternae của lưới nội chất trơn. Loại sau chứa một số lượng nhỏ ribosome. Trong một số ô, chúng có thể hoàn toàn không có trong RES. Những khu vực như vậy là cần thiết để tạo thành cấu trúc bậc hai, sau đó là bậc ba hoặc nếu được lập trình, cấu trúc bậc bốn.
Tất cả quá trình tổng hợp protein trong tế bào đều xảy ra với việc tiêu tốn một lượng lớn năng lượng ATP. Do đó, tất cả các quá trình sinh học khác đều cần thiết để duy trì quá trình sinh tổng hợp protein. Ngoài ra, một số năng lượng cần thiết cho việc vận chuyển các protein trong tế bào bằng cách vận chuyển tích cực.
Nhiều protein được chuyển từ vị trí này trong tế bào sang vị trí khác để sửa đổi. Đặc biệt, quá trình tổng hợp protein sau dịch mã xảy ra trong phức hợp Golgi, nơi một miền carbohydrate hoặc lipid được gắn vào một polypeptide có cấu trúc nhất định.
