سنتز پروتئين چگونه است؟

تولید پروتئین ؛ این اثر هنری شگفت انگیز فرایندی را نشان می‌دهد که در سلول‌های همه موجودات زنده اتفاق می‌افتد. این فرایند سنتز پروتئین نامیده می‌شود و در واقع از دو فرایند رونویسی و ترجمه تشکیل شده است. در سلول‌های یوکاریوتی ، رونویسی در هسته انجام می‌شود. در طول رونویسی ، DNA به عنوان الگویی برای ساختن مولکول RNA پیام رسان (mRNA) استفاده می‌شود. مولکول mRNA سپس هسته را ترک کرده و به سمت ریبوزوم در سیتوپلاسم می‌رود ، جایی که ترجمه انجام می‌شود. در طول ترجمه ، کد ژنتیکی موجود در mRNA خوانده می‌شود و برای ساخت پروتئین استفاده می‌شود. این دو فرایند با مسیر اصلی زیست شناسی مولکولی خلاصه می شود: ابتداDNA سپس  RNA و در نهایت پروتئین.

رونویسی

رونویسی اولین بخش از فرآیند اصلی زیست شناسی مولکولی است: DNA→ RNA

این انتقال دستورات ژنتیکی در DNA به mRNA است. در طول رونویسی ، یک رشته mRNA برای تکمیل یک رشته DNA ساخته می‌شود. نحوه انجام این کار را می‌توانید در شکل زیر مشاهده کنید.

مراحل رونویسی

رونویسی در سه مرحله انجام می شود: آغاز، طولانی شدن و خاتمه. مراحل در شکل زیر نشان داده شده است.

آغاز

ابتدای رونویسی است. زمانی رخ می‌دهد که آنزیم RNA پلیمراز به ناحیه‌ای از ژن موسوم به پروموتر متصل می‌شود. این عمل به DNA پیام می‌دهد که باز شود تا آنزیم بتواند پایه‌های یکی از رشته‌های DNA را بخواند. آنزیم آماده ساختن رشته‌ای از mRNA با توالی مکمل بازها است.

طولانی شدن

افزودن نوکلئوتیدها به رشته mRNA است.

خاتمه

پایان رونویسی است. رشته mRNA کامل است و از DNA جدا می شود.

پردازش mRNA

در یوکاریوت‌ها ، mRNA جدید هنوز آماده ترجمه نیست. در این مرحله ، آن را پیش-mRNA می‌نامند و قبل از خروج از هسته به عنوان mRNA بالغ ، باید پردازش بیشتری انجام دهد. پردازش ممکن است شامل چسباندن ، ویرایش و پلی آدنیلاسیون باشد. این فرایندها mRNA را به روش‌های مختلف تغییر می‌دهند. چنین تغییراتی اجازه می‌دهد تا از یک ژن واحد برای ساختن بیش از یک پروتئین استفاده شود.

چسباندن

اینترون‌ها را از mRNA حذف می کند ، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. اینترون‌ها مناطقی هستند که پروتئین را کد نمی‌کنند.  mRNA باقی مانده فقط شامل مناطقی به نام اگزون است که پروتئین را کد می‌کنند. ریبونوکلئوپروتئین‌های موجود در شکل ، پروتئین‌های کوچکی در هسته هستند که حاوی RNA هستند و برای فرایند پیوند زدن مورد نیاز هستند.

ویرایش

برخی از نوکلئوتیدهای mRNA را تغییر می‌دهد. به عنوان مثال ، یک پروتئین انسانی به نام APOB ، که به انتقال لیپیدها در خون کمک می‌کند ، به دلیل ویرایش دو شکل متفاوت دارد. یک فرم کوچکتر از شکل دیگر است زیرا ویرایش ، یک سیگنال متوقف کننده قبلی را در mRNA اضافه می‌کند.

پلی آدنیلاسیون

یک دم به mRNA می‌افزاید. دم از یک رشته As (پایه‌های آدنین) تشکیل شده است. این عمل نشان دهنده پایان mRNA است. همچنین در انتقال mRNA از هسته نقش دارد و از mRNA در برابر آنزیم‌هایی که ممکن است آن را تجزیه کنند ، محافظت می‌کند.

ترجمه

ترجمه قسمت دوم فرآیند اصلی زیست شناسی مولکولی است: پروتئین RNA →.

ترجمه فرایندی است که در آن کد ژنتیکی موجود در mRNA برای ساختن پروتئین خوانده می‌شود. ترجمه در شکل زیر نشان داده شده است. پس از خروج mRNA از هسته ، به سمت ریبوزوم حرکت می‌کند که از rRNA و پروتئین‌ها تشکیل شده است. ریبوزوم توالی کدون‌ها را در mRNA می‌خواند و مولکول‌های tRNA اسیدهای آمینه را در ترتیب صحیح به ریبوزوم می‌رسانند.

برای درک نقش tRNA ، باید درباره ساختار آن بیشتر بدانید. هر مولکول tRNA دارای یک پادکدون برای آمینواسیدی است که حمل می‌کند. آنتی کدون برای اسید آمینه مکمل کدون است. به عنوان مثال ، اسید آمینه لیزین دارای کدون AAG است ، بنابراین آنتی کدون آن UUC است. بنابراین ، لیزین توسط یک مولکول tRNA با UUC آنتی کدون حمل می‌شود. هرجا کدون AAG در mRNA ظاهر شود ، یک کدون UUC از tRNA موقتاً متصل می‌شود. در حالی که به mRNA متصل است ، tRNA اسید آمینه خود را رها می‌کند. با کمک rRNA ، پیوندهایی بین اسیدهای آمینه ایجاد می‌شود که یک به یک به ریبوزوم آورده می‌شوند و یک زنجیره پلی پپتیدی ایجاد می‌کنند. زنجیره اسیدهای آمینه تا رسیدن به کدون توقف رشد می‌کند.

در ادامه برای پروتئين چه اتفاقی می افتد؟

پس از سنتز یک زنجیره پلی پپتیدی ، ممکن است فرایندهای بیشتری ایجاد شود. به عنوان مثال ، ممکن است به دلیل فعل و انفعالات بین اسیدهای آمینه ، پروتئین شکل تا شده‌ای داشته باشد. همچنین ممکن است با پلی‌پپتیدهای دیگر یا انواع مختلف مولکول‌ها مانند لیپیدها یا کربوهیدرات‌ها متصل شود. بسیاری از پروتئین‌ها به دستگاه گلژی در داخل سیتوپلاسم سفر می‌کنند تا برای کار خاصی که انجام می‌دهند اصلاح شوند

مطالعه صدها مطلب علمی در حوزه بیولوژی

آرشیو جدیدترین خبرهای روز دنیای بیولوژی

منرجم: مهندس محمدمعین باشی