A fehérje bioszintézis folyamata rendkívül fontos a sejt számára. Mivel a fehérjék összetett anyagok, amelyek nagy szerepet játszanak a szövetekben, nélkülözhetetlenek. Emiatt a sejtben fehérjebioszintézis folyamatok egész láncolata valósul meg, amely több organellumban megy végbe. Ez garantálja a sejtszaporodást és a létezés lehetőségét.
A fehérje bioszintézis folyamatának lényege
A fehérjeszintézis egyetlen helye a durva endoplazmatikus retikulum. Itt található a riboszómák nagy része, amelyek felelősek a polipeptidlánc kialakulásáért. Mielőtt azonban a transzlációs szakasz (a fehérjeszintézis folyamata) megkezdődik, aktiválni kell a gént, amely információt tárol a fehérje szerkezetéről. Ezt követően a DNS ezen szakaszának (vagy RNS-nek, ha a bakteriális bioszintézisről van szó) másolása szükséges.
A DNS másolása után a hírvivő RNS létrehozásának folyamata szükséges. Ez alapján kerül sor a fehérjelánc szintézisére. Sőt, minden szakasznak, amely a nukleinsavak bevonásával történik, a sejtmagban kell bekövetkeznie. A fehérjeszintézis azonban nem itt zajlik. Ezhely, ahol a bioszintézis előkészítését végzik.
Riboszomális fehérje bioszintézis
A fehérjeszintézis fő helye a riboszóma, egy két alegységből álló sejtorganellum. A sejtben hatalmas számú ilyen struktúra található, és főként a durva endoplazmatikus retikulum membránjain találhatók. Maga a bioszintézis a következőképpen megy végbe: a sejtmagban képződött hírvivő RNS a sejtmag pórusain keresztül kijut a citoplazmába, és találkozik a riboszómával. Ezután az mRNS a riboszóma alegységei közötti résbe tolódik, majd az első aminosav rögzül.
A fehérjeszintézis helyére az aminosavakat transzfer RNS segítségével juttatják el. Egy ilyen molekula egyszerre egy aminosavat hozhat. A hírvivő RNS kodonszekvenciájától függően sorra csatlakoznak. Ezenkívül a szintézis egy időre leállhat.
Az mRNS mentén haladva a riboszóma olyan területekre (intronokba) kerülhet, amelyek nem kódolnak aminosavakat. Ezeken a helyeken a riboszóma egyszerűen az mRNS mentén mozog, de nem adnak hozzá aminosavakat a lánchoz. Amint a riboszóma eléri az exont, vagyis azt a helyet, amely a savat kódolja, majd újra kapcsolódik a polipeptidhez.
Fehérjék posztszintetikus módosítása
Miután a riboszóma eléri a hírvivő RNS stopkodonját, a közvetlen szintézis folyamata befejeződik. Az így létrejövő molekula azonban elsődleges szerkezettel rendelkezik, és még nem tudja ellátni a számára fenntartott funkciókat. A teljes mûködés érdekében a molekulaegy bizonyos struktúrába kell szervezni: másodlagos, harmadlagos vagy még összetettebb - negyedleges.
A fehérje szerkezeti felépítése
Másodlagos struktúra – a szerkezeti szervezés első szakasza. Ennek eléréséhez az elsődleges polipeptid láncnak tekercselnie kell (alfa hélixeket kell alkotnia) vagy össze kell hajtania (béta rétegeket kell létrehoznia). Ezután, hogy a hossz mentén még kevesebb helyet foglaljon el, a molekula a hidrogén-, kovalens és ionos kötések, valamint az atomközi kölcsönhatások következtében még jobban összehúzódik és golyóvá tekercselődik. Így megkapjuk a fehérje globuláris szerkezetét.
Kvadterner fehérjeszerkezet
A kvaterner szerkezet a legösszetettebb az összes közül. Több globuláris szerkezetű szakaszból áll, amelyeket a polipeptid fibrilláris filamentumai kötnek össze. Ezenkívül a tercier és kvaterner szerkezet tartalmazhat szénhidrát- vagy lipidmaradékot, ami kiterjeszti a fehérjefunkciók spektrumát. Különösen a glikoproteinek, fehérjék és szénhidrátok összetett vegyületei immunglobulinok és védő funkciót látnak el. Ezenkívül a glikoproteinek a sejtmembránokon helyezkednek el, és receptorként működnek. A molekula azonban nem ott módosul, ahol a fehérjeszintézis megtörténik, hanem a sima endoplazmatikus retikulumban. Itt lehetőség nyílik lipidek, fémek és szénhidrátok fehérjedoménokhoz való kapcsolására.
