Jak se biosyntéza proteinů vyskytuje v živé buňce?

Proč potřebujeme bílkoviny

Všichni víme, jak důležité jsou bílkoviny pro živý organismus, protože je od nich tvořeno tkáně našeho těla. Převážná část biochemických reakcí v něm je katalyzována bílkovinami (enzymy). Tyto složité látky jsou součástí buněčné membrány (transport) a poskytují ochranu celého těla před cizími látkami (imunoglobuliny). S nimi trávíme potravu (trávicí enzymy) a pohybujeme se (bílkoviny svalová tkáň) pracují v oběhovém systému a poskytují koagulace krve a jsou výrobkem endokrinní systém regulace všech procesů v těle.

Jak protein a kde je vytvořen

Proteinová molekula se skládá z organických sloučenin - aminokyselin. Každá buňka těla musí být schopna produkovat bílkoviny jak pro své vlastní potřeby, tak pro celé tělo. Proces této "výroby" se nazývá biosyntéza bílkovin. Kam jít uvnitř živé buňky? Aby se vytvořily proteinové molekuly, každá nejmenší částice těla má "proteinově syntetické stanice" - ribosomy. Jedná se o malé intracelulární organely, jejich jedinou funkcí je biosyntéza bílkovin. Účinně to dělají: jeden ribozom vytváří proteinový řetězec 20 aminokyselin. Aby se tyto jednotlivé kyseliny spojily s aminoskupinou na dlouhou proteinovou molekulu s jedinečnými specifickými vlastnostmi, je nutné vědět, kolik molekul určitého typu musí být spojeno v přísném pořadí. Kde je tento ribozom "známý"? Veškeré informace o tom, jak biosyntéza bílkovin musí probíhat v buňce, je "zaznamenána" v jádru druhého, kódovaná v gigantické molekule DNA - ústředním bodem všech genetických informací živého organismu. To je důvod, proč biosyntéza proteinů začíná v centrální organelle, jádru. Nastává první fáze tohoto procesu - kopírování informací, které se přenesou na ribozom.

Etapy biosyntézy proteinů

Pokračovat v sestavení proteinové molekuly, jak již bylo zmíněno, musí ribozom obdržet informace o tom, jak to udělat, a aminokyseliny, ze kterých "protein" buduje. Celý proces začíná "přepisováním" informací o struktuře budoucí molekuly proteinu z DNA na messenger RNA (i-RNA). Ten v eukaryotické buňce prochází zpracováním - dozráváním. Spočívá ve vytváření kratší molekuly "vyříznutím" neinformativních úseků. Další stupeň je charakteristický pouze pro eukaryotickou "jednotku živé hmoty" - přenos i-RNA z jádra do cytoplazmy. Souběžně s tím je transportní RNA (t-RNA) vázána enzymy na odpovídající aminokyselinu. Konečně, dalším krokem je překlad - to je ve skutečnosti biosyntéza bílkovin vyskytující se na ribozómu. Konečným stupněm celého komplexního procesu je "zrání" bílkovin. Získává požadovanou sekundární a terciární strukturu, do ní se přidávají nebílkové složky (například hem, molekuly kovů, lipidy, nukleotidy, vitamíny). Molekula "hotových" proteinů se používá nebo uvolňuje z buňky.