Processen att skapa ett protein från en DNA -plan är en fascinerande och komplicerad resa. Det handlar om flera steg, var och en avgörande för den slutliga proteinprodukten. Här är en detaljerad uppdelning:
Steg 1:Transkription
* Plats: Kärna
* Startmaterial: DNA
* Resultat: Messenger RNA (mRNA)
1. DNA -avkoppling: Den dubbla helixen av DNA avkopplar och avslöjar genen som innehåller koden för önskat protein.
2. RNA -polymerasbindning: RNA -polymeras, ett enzym, binder till promotorregionen för genen, som signalerar början på genen.
3. RNA -syntes: RNA -polymeras rör sig längs DNA -strängen, läser basens sekvens och skapar en komplementär RNA -molekyl (mRNA). Denna process kallas transkription.
4. mRNA -bearbetning: Den nyligen syntetiserade mRNA genomgår bearbetning:
* capping: Ett skyddande mössa läggs till 5' -änden av mRNA -molekylen.
* skarvning: Icke-kodande regioner (introner) tas bort från mRNA, vilket endast lämnar de kodande regionerna (exonerna).
* polyadenylering: En svans av adeninbaser (poly-a svans) tillsätts till 3-änden.
Steg 2:Översättning
* Plats: Cytoplasma (specifikt vid ribosomer)
* Startmaterial: mRNA
* Resultat: Protein
1. mRNA -bindning till ribosom: Den bearbetade mRNA -molekylen binder till en ribosom, som är en cellulär maskin som är ansvarig för proteinsyntes.
2. tRNA -erkännande: Överför RNA (tRNA) -molekyler, var och en bär en specifik aminosyra, känner igen och binder till kodonerna (tre-bas-sekvenser) på mRNA.
3. peptidbindningsbildning: Ribosomen rör sig längs mRNA, läser varje kodon och tar motsvarande aminosyran till den växande polypeptidkedjan. Aminosyror kopplas samman av peptidbindningar.
4. kedjelongation: Polypeptidkedjan fortsätter att växa när ribosomen rör sig längs mRNA och tillsätter aminosyror en efter en.
5. Uppsägning: När ribosomen möter ett stoppkodon slutar proteinsyntesprocessen. Polypeptidkedjan lossnar från ribosomen.
Steg 3:Proteinfoldning
* Plats: Cytoplasma, endoplasmatisk retikulum (ER), Golgi -apparat
* Startmaterial: Polypeptidkedja
* Resultat: Funktionell protein
1. Primärstruktur: Sekvensen av aminosyror i polypeptidkedjan bestämmer dess primära struktur.
2. Sekundär struktur: Polypeptidkedjan viks in i specifika former, såsom alfa-helices och beta-ark, på grund av interaktioner mellan aminosyror (vätebindningar).
3. tertiär struktur: Polypeptidkedjan fälls vidare in i en komplex 3D -struktur, drivs av interaktioner mellan sidokedjor av aminosyror (hydrofoba interaktioner, jonbindningar, disulfidbindningar).
4. kvartärstruktur: Vissa proteiner består av flera polypeptidkedjor (underenheter) som associerar med varandra för att bilda en funktionell enhet.
Steg 4:Proteinmodifiering
* Plats: Er, Golgi -apparaten
* Startmaterial: Fällt protein
* Resultat: Moget funktionellt protein
1. glykosylering: Sockermolekyler kan tillsättas till proteinet och modifiera dess funktion och stabilitet.
2. fosforylering: Fosfatgrupper kan tillsättas till proteinet, vilket kan förändra dess aktivitet.
3. Andra modifieringar: Andra modifieringar, som acetylering, metylering och ubiquitination, kan förekomma, vilket ytterligare finjustering av proteinets funktion.
Slutprodukt:Ett komplett funktionellt protein
Processen kulminerar med produktionen av ett moget, funktionellt protein som är redo att utföra sin specifika roll i cellen eller organmen. Denna resa från DNA till protein exemplifierar den komplicerade samordningen av molekylära händelser som ligger till grund för livet i sig.
