Къде се получава протеиновият синтез? Същността на процеса и мястото на протеиновия синтез в клетката

Процесът на биосинтеза на протеини е изключително важен за клетката. Тъй като протеините са сложни вещества, които играят основна роля в тъканите, те са незаменими. По тази причина в клетката се осъществява цяла верига от процеси на биосинтеза на протеини, която се среща в няколко органела. Това гарантира възпроизвеждането на клетката и възможността за съществуване.

Същността на процеса на биосинтезата на протеините

Единственото място на синтез на протеини е груб ендоплазмичен ретикулум. Тук е по-голямата част от рибозомите, които са отговорни за образуването на полипептидната верига. Въпреки това, преди да започне етапът на транслация (процесът на синтез на протеини), се изисква активиране на ген, в който се съхранява информация за протеиновата структура. След това се изисква да копирате тази част от ДНК (или РНК, ако се има предвид биосинтезата на бактериите).

След копиране на ДНК е необходим процесът на създаване на информационна РНК. На базата си, протеиновата верига ще бъде синтезирана. И всички стъпки, които се появяват при включването на нуклеинови киселини, трябва да се появят в ядрото на клетката. Това обаче не е мястото, където се получава протеинов синтез. Това е мястото, където се извършва подготовката за биосинтеза.

Биосинтеза на ризозомен протеин

Основното място, където се получава протеинов синтез , е рибозомата - клетъчен органел, състоящ се от две субединици. В клетката има много такива структури и те се намират главно върху мембрани на груб ендоплазмен ретикулум. Самият биосинтез се получава, както следва: Информационната РНК, образувана в клетъчното ядро, излиза през ядрените пори в цитоплазмата и отговаря на рибозомата. След това, мРНК се премества в празнината между субединиците на рибозомата, след което първата аминокиселина се фиксира.

На мястото, където се получава протеинов синтез, аминокиселините се доставят чрез транспортна РНК. Една такава молекула може да произведе само една аминокиселина веднъж. Те се присъединяват на свой ред, в зависимост от последователността на кодоните на информационната РНК. Също така, синтеза може да спре за известно време.

Когато се движите по тРНК, рибозомата може да влезе в региони (интрони), които не кодират аминокиселини. На тези места, рибозомата просто се движи по тРНК, но към веригата не се прибавят аминокиселини. След като рибозомът достигне екзона, т.е. мястото, което кодира киселината, то отново се присъединява към полипептида.

Пост-синтетична модификация на протеините

След като рибозомът достигне стоп кодона на информационната РНК, процесът на директна синтеза се завършва. Получената молекула обаче има основна структура и все още не може да изпълнява функциите, запазени за нея. За да функционира напълно, молекулата трябва да бъде организирана в специфична структура: вторична, третична или дори по-сложна - кватернерна.

Структурна организация на протеина

Вторичната структура е първият етап от структурната организация. За да се постигне това, основната полипептидна верига трябва да бъде спирала (образуваща алфа спирала) или огъната (създава бета слоеве). След това, за да заема още по-малко пространство по протежение на дължината, молекулата е допълнително затегнато и навита в заплитане поради водород, ковалентни и йонни връзки, както и междуатомични взаимодействия. Така се получава глобуларната структура на протеина.

Кватернерна протеинова структура

Кватернерната структура е най-сложната от всички. Състои се от няколко секции с глобуларна структура, свързани чрез фибриларни нишки на полипептида. В допълнение, третичната и кватернерната структура може да съдържа въглехидратен или липиден остатък, който удължава обхвата на протеиновите функции. По-специално, гликопротеините, комплексните съединения на протеин и въглехидрати, са имуноглобулини и изпълняват защитна функция. Също така гликопротеините се намират върху клетъчните мембрани и действат като рецептори. Въпреки това, молекулата не се модифицира там, където протича протеиновият синтез, а в гладката ендоплазмена ретикула. Тук е възможно да се свържат липиди, метали и въглехидрати с протеинови домени.