Charakterystyka biosyntezy białek: Transkrypcja, Translacja.

Biosynteza białka to proces doprowadzający do wytworzenia w pełni funkcjonalnych cząsteczek białek. Proces ten ma miejsce stale w każdej żywej komórce, oprócz erytrocytów człowieka nie posiadających jąder (co uniemożliwia transkrypcję).

Informacja o strukturze danego białka jest zapisana w genach. W trakcie procesów syntezy białka, informacja pochodząca z genów, zakodowana w nici DNA, musi zostać odczytana i na jej podstawie tworzy się łańcuch aminokwasów o określonej kolejności. Sekwencja aminokwasów decyduje w głównej mierze o właściwościach białka, czyli o tym czy będzie to np. składnik hemoglobiny, enzym trawienny, czy też białko budujące tkankę łączną, lub też immunoglobulina - białko odpornościowe.

Synteza białka jest to procesem wieloetapowym, na który składają się:
- transkrypcja - przepisanie informacji z DNA na RNA, proces ten odbywa się w jądrze komórkowym
- translacja - RNA przedostaje się z jądra komórkowego do cytoplazmy komórki i tam następuje odkodowanie informacji zawartej w RNA i na tej podstawie tworzony jest łańcuch polipeptydowy
- ukształtowanie struktury drugo- i trzeciorzędowej, czyli odpowiednie zwinięcie się łańcucha aminokwasów
-potranslacyjna modyfikacja cząsteczki białkowej, ten etap nie zawsze występuje, polega najczęściej na doczepieniu do cząsteczki białka różnych cukrów złożonych (glikozylacja)

Krótka charakterystyka poszczególnych etapów.

Transkrypcja

Geny mieszczą się w jądrze komórkowym. Są one zawarte w podwójnej nici kwasu DNA. Jeżeli jakieś białko jest potrzebne w komórce, to odpowiedni fragment nici DNA ulega rozplątaniu na dwie oddzielne nici. Aby się rozplątać musi dość szybko wirować. Jak wiadomo - łańcuch jest helisą. Gdy fragment DNA rozplącze się na dwie nici, to enzym transkryptaza na bazie jednej z nici składa kompatybilną nitkę RNA, której sekwencja nukleotydów odpowiada oryginalnemu DNA. Wygląda to tak, jakby powstający łańcuch RNA był negatywową kopią fragmentu łańcucha DNA. Następnie gotowy łańcuch RNA, nazywany od tej pory mRNA przedostaje się do cytoplazmy, a łańcuch DNA zwija się.

W uproszczeniu: proces transkrypcji polega na przepisaniu informacji genetycznej z jednego kwasu nukleinowego (DNA) na drugi kwas nukleinowy (RNA).

Translacja

Translacja - odbywa się w rybosomach. Rybosom składa się z kwasu RNA, tzw. rRNA (rybosomalny RNA). Jest on mniej więcej w kształcie kuli z pokrywką na zawiasach. Po zamknięciu "pokrywy" pozostaje jednak prześwit, przez który może przesuwać się mRNA, zawierający informację o sekwencji aminokwasów w białku. Następny rodzaj kwasu RNA, tzw. tRNA (transportowy, translacyjny) przenosi "na plecach" poszczególne rodzaje aminokwasów, w zależności od tego jaki kod zawiera na "stopce". Kod na "stopce" tRNA składa się z 3 nukleotydów. Fragment kwasu nukleinowego (RNA lub DNA), kodujący cząsteczkę aminokwasu nazywamy kodonem. Jest co najmniej tyle rodzajów tRNA z różnymi kodami, ile jest rodzajów aminokwasów wchodzących w skład białek. tRNA, którego "stopka" pasuje do kodu prezentowanego przez łańcuch mRNA na rybosomie, pozostawia swój aminokwas na tym rybosomie, łańcuch mRNA przesuwa się o trójkę, i następny tRNA, który się dopasuje, pozostawia z kolei swój aminokwas, który tworzy wiązanie z poprzednim aminokwasem, wydłużając stopniowo łańcuch peptydowy. Jeżeli ten proces dojdzie do trójki kończącej (kod UGA, UAG lub UAA), to łańcuch peptydowy odrywa się od rybosomu i wchodzi do "woreczka" retikulum endoplazmatycznego, gdzie odbywają się następne fazy syntezy białek - modyfikacje.