Tartalom
Az élő sejtek egyik legfontosabb funkciója a szervezet túléléséhez szükséges fehérjék előállítása. A fehérjék formáját és szerkezetét adják a szervezetnek, és enzimekként szabályozzák a biológiai aktivitást. A fehérjék előállításához a sejteknek el kell olvasniuk és értelmezniük kell a dezoxiribonukleinsavban vagy a DNS-ben tárolt genetikai információkat. A sejtfehérje szintézisének helyei a riboszómák, amelyek lehetnek szabad vagy kötve. A szabad riboszóma jelentősége az, hogy ott kezdődik a fehérje szintézis.
DNS és RNS
A DNS egy hosszú molekuláris lánc, amely váltakozó cukor- és foszfátcsoportokból áll. A négy lehetséges nitrogéntartalmú nukleotidbázis egyike - A, C, T és G - lefagy minden cukortól. A bázisok szekvenciája a DNS-szál mentén meghatározza az aminosavak szekvenciáját, amelyek fehérjéket képeznek. A ribonukleinsav vagy RNS egy DNS-molekula egy részének - egy génnek - egy komplementer másolatát továbbítja a riboszómákba, amelyek apró, RNS-ből és fehérjéből álló granulátumok. Az RNS hasonló a DNS-hez, azzal a különbséggel, hogy cukorcsoportjai extra oxigénatomot tartalmaznak, és helyettesíti az U nukleotidbázist a DNS T-bázisával. A riboszómák fehérjéket hoznak létre a messenger RNS-ben vagy mRNS-ben tárolt információk alapján.
Kiegészítő kódolás
A DNS RNS-re történő átírására vonatkozó szabályok meghatározzák a génbázisok és az mRNS-bázisok közötti megfelelést. Például egy gén A-bázisa meghatároz egy U-bázist az mRNS-szálban. Hasonlóképpen, egy gén T, C és G bázisa határozza meg az A, G és C bázisokat az mRNS-ben. Az mRNS-ben található genetikai információ kodonoknak nevezett nukleotidbázisok hármasaiban létezik. Például a TAA DNS-triplett létrehozza az RNS triplett UTT-t. A DNS és RNS szálak tehát komplementer, mégis egyedi információkat tartalmaznak, amelyeket a nukleotidbázisok szekvenciája kódol. Szinte minden hármas egy adott aminosavat kódol, bár néhány hármas meghatározza a gén végét. Több különböző hármas képes kódolni ugyanazt az aminosavat.
A riboszómák
A sejt közvetlenül riboszómális RNS-ből vagy rRNS-ből termel riboszómákat, amelyeket specifikus DNS-gének kódolnak. Az rRNS fehérjékkel kombinálva nagy és kicsi alegységeket képez. A két alegység csak a proteinszintézis során kapcsolódik össze. Egy prokarióta sejtben - vagyis egy szervezett sejt nélküli sejtben - a riboszóma alegységek szabadon lebegnek a sejtfolyadékban vagy a citoszolban. Az eukariótákban az enzimek a sejtmagjában riboszóma alegységeket építenek. A sejtmag ezután exportálja az alegységeket a citoszolba. Néhány riboszóma átmenetileg kötődhet egy endoplazmatikus retikulumnak nevezett sejtorganellához, vagy ER-hez, amikor fehérjéket épít, míg más riboszómák szabadon maradnak, amikor fehérjéket szintetizálnak.
Fordítás
Egy szabad riboszóma kisebb alegysége megragad egy mRNS szálat, hogy elindítsa a fehérje szintézist. Ezután a nagyobb alegység bekapcsol, és elkezdi az egyes mRNS kodonok transzlációját. Ez magában foglalja az egyes mRNS-kodonok feltárását és elhelyezését, hogy az enzimek azonosíthassák és csatolhassák az aktuális kodonnak megfelelő aminosavat. Egy transzfer RNS vagy tRNS molekula egy komplementer anti-kodonnal bekapcsolódik a nagyobb alegységbe, amelynek megjelölt aminosava húzódik. Az enzimek ezután az aminosavat átviszik a növekvő fehérje láncba, az elhasznált tRNS-t kiszállítják újbóli felhasználáshoz, és kitárják a következő mRNS-kodont. Amikor kész, a riboszóma felszabadítja az új fehérjét és a két alegység disszociál.