Jak biosynteza białka zachodzi w żywej komórce?

Dlaczego potrzebujemy białka

Wszyscy wiemy, jak ważne są białka dla żywego organizmu, ponieważ to od nich budowane są tkanki naszego ciała. Przeważająca część reakcji biochemicznych w nim jest katalizowana przez białka (enzymy). Te złożone substancje są częścią błony komórkowe (transport) i zapewniają ochronę całego ciała przed obcymi (immunoglobulinami). Za ich pomocą trawimy pokarm (enzymy trawienne) i poruszamy się (białka tkanka mięśniowa) działają w układzie krążenia, zapewniając krzepnięcie krwi i są produktem układ hormonalny regulacja wszystkich procesów w ciele.

W jaki sposób białko i gdzie jest tworzone

Cząsteczka białka składa się ze związków organicznych - aminokwasów. Każda komórka ciała musi być w stanie wytwarzać białko zarówno dla własnych potrzeb, jak i dla całego ciała. Proces tej "produkcji" nazywa się biosyntezą białek. Gdzie się znajduje wewnątrz żywej komórki? Aby stworzyć cząsteczki białka, każda najmniejsza cząsteczka ciała ma "stacje białkowo-syntetyczne" - rybosomy. Są to małe wewnątrzkomórkowe organelle, których jedyną funkcją jest biosynteza białka. Robią to całkiem skutecznie: jeden rybosom tworzy łańcuch białkowy 20 aminokwasów. Aby połączyć te pojedyncze kwasy z grupą aminową w długą cząsteczkę białka o unikalnych specyficznych właściwościach, należy wiedzieć, ile cząsteczek określonego typu należy połączyć w ściśle określonej kolejności. Skąd rybosom wszystko to "znane"? Wszystkie informacje o tym, jak biosynteza białka powinna zachodzić w komórce, są "rejestrowane" w jądrze tego ostatniego, kodowane w gigantycznej cząsteczce DNA - centralnym punkcie wszystkich informacji genetycznych żywego organizmu. Właśnie dlatego biosynteza białka rozpoczyna się w centralnej organelli, jądrze. Tam odbywa się pierwszy etap tego procesu - kopiowanie informacji w celu przeniesienia go do rybosomów.

Etapy biosyntezy białka

Aby kontynuować montaż cząsteczki białka, jak już wspomniano, rybosom musi otrzymać informację, jak to zrobić, oraz aminokwasy, z których "skonstruuje" białko. Cały proces rozpoczyna się od "przepisania" informacji o strukturze przyszłej cząsteczki białka z DNA na informacyjny RNA (i-RNA). Ten ostatni w komórce eukariotycznej przechodzi proces - dojrzewanie. Polega ona na tworzeniu krótszej cząsteczki poprzez "wycinanie" niepoufnych sekcji. Następny etap jest również charakterystyczny tylko dla eukariotycznej "jednostki żywej materii" - przeniesienia i-RNA z jądra do cytoplazmy. Równolegle, w tym ostatnim, transportowy RNA (t-RNA) jest związany przez enzymy z odpowiednim aminokwasem. Ostatnim krokiem jest tłumaczenie - w istocie biosynteza białka zachodzi na rybosomie. Ostatnim etapem całego złożonego procesu jest "dojrzewanie" białka. Pozyskuje pożądaną strukturę drugorzędową i trzeciorzędową, dodaje do niej składniki niebiałkowe (na przykład hem, cząsteczki metali, lipidy, nukleotydy, witaminy). "Gotowa" cząsteczka białka jest używana lub uwalniana z komórki.