Dzīve ir olb altumvielu molekulu pastāvēšanas process. Tā to pauž daudzi zinātnieki, kuri ir pārliecināti, ka olb altumvielas ir visa dzīvā pamats. Šie spriedumi ir pilnīgi pareizi, jo šīm vielām šūnā ir vislielākais pamatfunkciju skaits. Visi pārējie organiskie savienojumi spēlē enerģijas substrātu lomu, un enerģija atkal ir nepieciešama proteīnu molekulu sintēzei.
Ķermeņa spēja sintezēt olb altumvielas
Ne visi esošie organismi spēj sintezēt olb altumvielas šūnā. Vīrusi un daži baktēriju veidi nevar veidot olb altumvielas, tāpēc ir parazīti un saņem nepieciešamās vielas no saimniekšūnas. Citi organismi, tostarp prokariotu šūnas, spēj sintezēt olb altumvielas. Visas cilvēku, dzīvnieku, augu, sēnīšu šūnas, gandrīz visas baktērijas un protisti dzīvo no proteīnu biosintēzes spējas. Tas nepieciešams struktūru veidojošo, aizsardzības, uztveršanas, transportēšanas un citu funkciju īstenošanai.
Skatuves atbildeproteīnu biosintēze
Proteīna struktūra ir kodēta nukleīnskābē (DNS vai RNS) kodonu veidā. Šī ir iedzimta informācija, kas tiek reproducēta katru reizi, kad šūnai ir nepieciešama jauna proteīna viela. Biosintēzes sākums ir informācijas nodošana kodolam par nepieciešamību sintezēt jaunu proteīnu ar jau dotām īpašībām.
Reaģējot uz to, daļa nukleīnskābes tiek despiralizēta, kur tiek kodēta tās struktūra. Šī vieta tiek dublēta ar ziņojuma RNS palīdzību un pārnesta uz ribosomām. Viņi ir atbildīgi par polipeptīdu ķēdes veidošanu, kuras pamatā ir matrica - messenger RNS. Īsumā visi biosintēzes posmi ir parādīti šādi:
- transkripcija (DNS segmenta dubultošanas stadija ar kodēto proteīna struktūru);
- apstrāde (ziņotāja RNS veidošanās);
- tulkošana (olb altumvielu sintēze šūnā, kuras pamatā ir Messenger RNS);
- pēctranslācijas modifikācija (polipeptīda "nobriešana", tā trīsdimensiju struktūras veidošanās).
Nukleīnskābju transkripcija
Visu olb altumvielu sintēzi šūnā veic ribosomas, un informācija par molekulām ir ietverta nukleīnskābē (RNS vai DNS). Tas atrodas gēnos: katrs gēns ir īpašs proteīns. Gēni satur informāciju par jauna proteīna aminoskābju secību. DNS gadījumā ģenētiskā koda noņemšana tiek veikta šādi:
- sākas nukleīnskābes vietas atbrīvošanās no histoniem, notiek despiralizācija;
- DNS polimerāzedubulto DNS daļu, kurā glabājas proteīna gēns;
- dubultā sekcija ir ziņojuma RNS prekursors, ko fermenti apstrādā, lai noņemtu nekodējošos ieliktņus (uz tās pamata tiek veikta mRNS sintēze).
Pamatojoties uz proinformācijas RNS, tiek sintezēta mRNS. Tā jau ir matrica, pēc kuras proteīnu sintēze šūnā notiek uz ribosomām (rupjā endoplazmatiskajā retikulā).
Ribosomu proteīnu sintēze
Ziņojuma RNS ir divi gali, kas ir sakārtoti kā 3`-5`. Olb altumvielu nolasīšana un sintēze uz ribosomām sākas 5' galā un turpinās līdz intronam, reģionam, kas nekodē nevienu no aminoskābēm. Tas notiek šādi:
- Ziņneša RNS "virknes" uz ribosomu, piesaista pirmo aminoskābi;
- ribosoma nobīdās gar RNS vēstnesi par vienu kodonu;
- transfer RNS nodrošina vēlamo (ko kodē dotais mRNS kodons) alfa-aminoskābi;
- aminoskābe pievienojas sākuma aminoskābei, veidojot dipeptīdu;
- tad mRNS atkal tiek nobīdīts par vienu kodonu, tiek ienesta alfa aminoskābe un pievienojas augošajai peptīdu ķēdei.
Kad ribosoma sasniedz intronu (nekodējošu ieliktni), ziņnesis RNS vienkārši virzās tālāk. Pēc tam, kurjer-RNS virzoties uz priekšu, ribosoma atkal sasniedz eksonu - vietu, kuras nukleotīdu secība atbilst noteiktaiaminoskābe.
No šī brīža atkal sākas olb altumvielu monomēru pievienošana ķēdei. Process turpinās, līdz parādās nākamais introns vai līdz stopkodonam. Pēdējais aptur polipeptīdu ķēdes sintēzi, pēc tam proteīna primārā struktūra tiek uzskatīta par pabeigtu un sākas molekulas postsintētiskās (pēctranslācijas) modifikācijas stadija.
Pēctulkošanas modifikācija
Pēc translācijas proteīnu sintēze notiek gludā endoplazmatiskā tīkla cisternās. Pēdējais satur nelielu skaitu ribosomu. Dažās šūnās tie var pilnībā nebūt RES. Šādi apgabali ir nepieciešami, lai vispirms izveidotu sekundāro, pēc tam terciāro vai, ja tas ir ieprogrammēts, kvartāru struktūru.
Visa olb altumvielu sintēze šūnā notiek, iztērējot milzīgu ATP enerģijas daudzumu. Tāpēc proteīnu biosintēzes uzturēšanai ir nepieciešami visi citi bioloģiskie procesi. Turklāt daļa enerģijas ir nepieciešama proteīnu pārvietošanai šūnā ar aktīvo transportu.
Daudzas olb altumvielas tiek pārvietotas no vienas vietas šūnā uz citu modificēšanai. Jo īpaši proteīnu pēctranslācijas sintēze notiek Golgi kompleksā, kur noteiktas struktūras polipeptīdam ir pievienots ogļhidrātu vai lipīdu domēns.
