ชีวิตคือกระบวนการของการดำรงอยู่ของโมเลกุลโปรตีน นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนแสดงออกซึ่งเชื่อว่าโปรตีนเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด การตัดสินเหล่านี้ถูกต้องอย่างยิ่ง เนื่องจากสารเหล่านี้ในเซลล์มีฟังก์ชันพื้นฐานจำนวนมากที่สุด สารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ทั้งหมดมีบทบาทเป็นซับสเตรตพลังงาน และพลังงานจำเป็นอีกครั้งสำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีน
ความสามารถของร่างกายในการสังเคราะห์โปรตีน
สิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ทั้งหมดไม่สามารถสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์ได้ ไวรัสและแบคทีเรียบางชนิดไม่สามารถสร้างโปรตีนได้ ดังนั้นจึงเป็นปรสิตและรับสารที่จำเป็นจากเซลล์เจ้าบ้าน สิ่งมีชีวิตอื่นๆ รวมทั้งเซลล์โปรคาริโอตสามารถสังเคราะห์โปรตีนได้ มนุษย์ สัตว์ พืช เซลล์เชื้อรา แบคทีเรียและโปรติสต์เกือบทั้งหมดมีชีวิตอยู่จากความสามารถในการสังเคราะห์โปรตีน สิ่งนี้จำเป็นสำหรับการดำเนินการสร้างโครงสร้าง การป้องกัน ตัวรับ การขนส่ง และการทำงานอื่นๆ
ตอบสเตจการสังเคราะห์โปรตีน
โครงสร้างของโปรตีนเข้ารหัสในกรดนิวคลีอิก (DNA หรือ RNA) ในรูปของโคดอน นี่คือข้อมูลทางพันธุกรรมที่ทำซ้ำทุกครั้งที่เซลล์ต้องการสารโปรตีนใหม่ จุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์ทางชีวภาพคือการถ่ายโอนข้อมูลไปยังนิวเคลียสเกี่ยวกับความจำเป็นในการสังเคราะห์โปรตีนใหม่ที่มีคุณสมบัติที่ให้ไว้แล้ว
เพื่อเป็นการตอบสนองต่อสิ่งนี้ ส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิกจะถูกกำจัดโดยที่โครงสร้างของมันถูกเข้ารหัส สถานที่แห่งนี้ถูกจำลองโดย Messenger RNA และถ่ายโอนไปยังไรโบโซม พวกเขามีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างสายโซ่โพลีเปปไทด์ตามเมทริกซ์ - อาร์เอ็นเอผู้ส่งสาร โดยสังเขป ทุกขั้นตอนของการสังเคราะห์ทางชีวภาพมีดังนี้:
- การถอดรหัส (ขั้นตอนของการเพิ่มส่วน DNA เป็นสองเท่าด้วยโครงสร้างโปรตีนที่เข้ารหัส);
- การประมวลผล (การก่อตัวของ RNA ของผู้ส่งสาร);
- translation (การสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์โดยอาศัย RNA ของผู้ส่งสาร);
- หลังการแปลดัดแปลง ("การเจริญ" ของโพลีเปปไทด์ การก่อตัวของโครงสร้างสามมิติ)
การถอดรหัสกรดนิวคลีอิก
การสังเคราะห์โปรตีนทั้งหมดในเซลล์ดำเนินการโดยไรโบโซม และข้อมูลเกี่ยวกับโมเลกุลมีอยู่ในกรดนิวคลีอิก (RNA หรือ DNA) มันอยู่ในยีน: ยีนแต่ละตัวเป็นโปรตีนจำเพาะ ยีนมีข้อมูลเกี่ยวกับลำดับกรดอะมิโนของโปรตีนใหม่ ในกรณีของ DNA การกำจัดรหัสพันธุกรรมจะดำเนินการในลักษณะนี้:
- การปลดปล่อยไซต์กรดนิวคลีอิกจากฮิสโตนเริ่มต้นขึ้น ทำให้เกิดการคายประจุ
- ดีเอ็นเอโพลีเมอเรสเพิ่มส่วนของ DNA ที่เก็บยีนโปรตีนเป็นสองเท่า
- ส่วนที่เป็นสองเท่าคือสารตั้งต้นของ RNA ของผู้ส่งสาร ซึ่งประมวลผลโดยเอ็นไซม์เพื่อเอาส่วนแทรกที่ไม่ได้เข้ารหัสออก (ดำเนินการสังเคราะห์ mRNA บนพื้นฐานของมัน)
บนพื้นฐานของข้อมูล RNA มืออาชีพ mRNA จะถูกสังเคราะห์ขึ้น มันเป็นเมทริกซ์อยู่แล้ว หลังจากที่เกิดการสังเคราะห์โปรตีนในเซลล์บนไรโบโซม (ในเอ็นโดพลาสมิกเรติเคิลแบบหยาบ)
การสังเคราะห์โปรตีนไรโบโซม
ข้อความ RNA มีปลายทั้งสองข้าง ซึ่งจัดเรียงเป็น 3`-5` การอ่านและการสังเคราะห์โปรตีนบนไรโบโซมเริ่มต้นที่ปลาย 5' และดำเนินต่อไปที่อินตรอน ซึ่งเป็นบริเวณที่ไม่เข้ารหัสกรดอะมิโนใดๆ มันเป็นแบบนี้:
- messenger RNA "strings" บนไรโบโซม ติดกรดอะมิโนตัวแรก
- ไรโบโซมเลื่อนไปตาม RNA ของผู้ส่งสารโดยหนึ่ง codon
- transfer RNA ให้กรดอัลฟา-อะมิโนที่ต้องการ (เข้ารหัสโดย mRNA codon ที่ให้มา)
- กรดอะมิโนรวมตัวกับกรดอะมิโนเริ่มต้นเพื่อสร้างไดเปปไทด์
- จากนั้น mRNA จะถูกเปลี่ยนหนึ่ง codon อีกครั้ง กรดอะมิโนอัลฟ่าถูกนำเข้ามาและเข้าร่วมห่วงโซ่เปปไทด์ที่กำลังเติบโต
เมื่อไรโบโซมไปถึงอินตรอน (ส่วนแทรกที่ไม่เข้ารหัส) RNA ของผู้ส่งสารก็จะเคลื่อนที่ต่อไป จากนั้นเมื่อ RNA ของผู้ส่งสารก้าวหน้า ไรโบโซมจะไปถึง exon อีกครั้ง ซึ่งเป็นตำแหน่งที่มีลำดับนิวคลีโอไทด์สอดคล้องกับค่าหนึ่งกรดอะมิโน
จากนี้ไป การเพิ่มโปรตีนโมโนเมอร์ในสายโซ่เริ่มต้นอีกครั้ง กระบวนการจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งอินตรอนถัดไปปรากฏขึ้นหรือจนกระทั่งโคดอนหยุด หลังหยุดการสังเคราะห์ของสายโซ่โพลีเปปไทด์ หลังจากนั้นโครงสร้างหลักของโปรตีนจะถือว่าสมบูรณ์และระยะของการดัดแปลงหลังการสังเคราะห์ (หลังการแปล) ของโมเลกุลเริ่มต้นขึ้น
หลังการแปลแก้ไข
หลังการแปล การสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นในถังเก็บน้ำของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมเรียบ หลังมีไรโบโซมจำนวนน้อย ในบางเซลล์ อาจไม่มีเซลล์เหล่านี้ใน RES เลย พื้นที่ดังกล่าวจำเป็นสำหรับการสร้างโครงสร้างระดับมัธยมศึกษาตอนต้น จากนั้นเป็นระดับอุดมศึกษา หรือหากตั้งโปรแกรมไว้ จะต้องสร้างโครงสร้างควอเทอร์นารี
การสังเคราะห์โปรตีนทั้งหมดในเซลล์เกิดขึ้นจากการใช้พลังงาน ATP จำนวนมาก ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีกระบวนการทางชีววิทยาอื่นๆ ทั้งหมดเพื่อรักษาการสังเคราะห์โปรตีน นอกจากนี้ พลังงานบางส่วนจำเป็นสำหรับการถ่ายโอนโปรตีนในเซลล์โดยการขนส่งเชิงรุก
โปรตีนจำนวนมากถูกถ่ายโอนจากตำแหน่งหนึ่งในเซลล์ไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งเพื่อการปรับเปลี่ยน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสังเคราะห์โปรตีนหลังการแปลเกิดขึ้นในกอลจิคอมเพล็กซ์ ซึ่งโดเมนคาร์โบไฮเดรตหรือลิพิดติดอยู่กับโพลีเปปไทด์ของโครงสร้างบางอย่าง