Proteiinien biosynteesiprosessi on erittäin tärkeä solulle. Koska proteiinit ovat monimutkaisia aineita, joilla on tärkeä rooli kudoksissa, ne ovat välttämättömiä. Tästä syystä solussa toteutuu kokonainen proteiinien biosynteesiprosessien ketju, joka tapahtuu useissa organelleissa. Tämä takaa solujen lisääntymisen ja olemassaolon mahdollisuuden.
Proteiinien biosynteesiprosessin ydin
Ainoa proteiinisynteesin paikka on karkea endoplasminen verkkokalvo. Tässä sijaitsee suurin osa ribosomeista, jotka ovat vastuussa polypeptidiketjun muodostumisesta. Ennen kuin translaatiovaihe (proteiinisynteesiprosessi) alkaa, tarvitaan proteiinin rakenteesta tietoa tallentavan geenin aktivointi. Tämän jälkeen tämä DNA-osio (tai RNA, jos bakteerien biosynteesi harkitaan) on kopioitava.
DNA:n kopioimisen jälkeen vaaditaan lähetti-RNA:n luontiprosessi. Sen perusteella suoritetaan proteiiniketjun synteesi. Lisäksi kaikkien vaiheiden, jotka tapahtuvat nukleiinihappojen mukana, täytyy tapahtua solun ytimessä. Tässä ei kuitenkaan tapahdu proteiinisynteesiä. Tämä onpaikka, jossa valmistetaan biosynteesiä.
Ribosomaalisten proteiinien biosynteesi
Pääkohta, jossa proteiinisynteesi tapahtuu, on ribosomi, soluorganelli, joka koostuu kahdesta alayksiköstä. Solussa on v altava määrä tällaisia rakenteita, ja ne sijaitsevat pääasiassa karkean endoplasmisen retikulumin kalvoilla. Itse biosynteesi tapahtuu seuraavasti: solun ytimeen muodostunut lähetti-RNA poistuu tuman huokosten kautta sytoplasmaan ja kohtaa ribosomin. Sitten mRNA työnnetään ribosomin alayksiköiden väliseen rakoon, minkä jälkeen ensimmäinen aminohappo kiinnittyy.
Paikka, jossa proteiinisynteesi tapahtuu, aminohapot toimitetaan siirto-RNA:n avulla. Yksi tällainen molekyyli voi tuoda yhden aminohapon kerrallaan. Ne liittyvät vuorotellen lähetti-RNA:n kodonisekvenssistä riippuen. Myös synteesi voi pysähtyä hetkeksi.
MRNA:ta pitkin liikkuessaan ribosomi voi päästä alueille (introneihin), jotka eivät koodaa aminohappoja. Näissä paikoissa ribosomi yksinkertaisesti liikkuu mRNA:ta pitkin, mutta ketjuun ei lisätä aminohappoja. Heti kun ribosomi saavuttaa eksonin, eli kohdan, joka koodaa happoa, se kiinnittyy uudelleen polypeptidiin.
Proteiinien synteettinen modifiointi
Kun ribosomi saavuttaa lähetti-RNA:n lopetuskodonin, suora synteesiprosessi on valmis. Tuloksena olevalla molekyylillä on kuitenkin primäärirakenne, eikä se voi vielä suorittaa sille varattuja toimintoja. Jotta molekyyli toimisi täysintulee järjestää tiettyyn rakenteeseen: toissijainen, tertiäärinen tai vielä monimutkaisempi - kvaternäärinen.
Proteiinin rakenteellinen organisaatio
Toissijainen rakenne – rakenteellisen organisoinnin ensimmäinen vaihe. Sen saavuttamiseksi primaarisen polypeptidiketjun on kierrettävä (muodostettava alfakierteitä) tai taitettava (luotava beeta-kerroksia). Sitten, jotta se vie vielä vähemmän tilaa pituudeltaan, molekyyli supistuu vielä enemmän ja kiertyy palloksi vety-, kovalenttisten ja ionisidosten sekä atomien välisten vuorovaikutusten vuoksi. Siten saadaan proteiinin pallomainen rakenne.
Neljännesproteiinirakenne
Kvaternaarirakenne on monimutkaisin kaikista. Se koostuu useista osista, joilla on pallomainen rakenne ja jotka on yhdistetty polypeptidin fibrillaarisilla filamenteilla. Lisäksi tertiäärinen ja kvaternäärinen rakenne voivat sisältää hiilihydraatti- tai lipiditähteen, joka laajentaa proteiinien toimintojen kirjoa. Erityisesti glykoproteiinit, proteiinien ja hiilihydraattien monimutkaiset yhdisteet, ovat immunoglobuliineja ja suorittavat suojaavan toiminnon. Myös glykoproteiinit sijaitsevat solukalvoilla ja toimivat reseptoreina. Molekyyli ei kuitenkaan modifioidu siellä, missä proteiinisynteesi tapahtuu, vaan sileässä endoplasmisessa retikulumissa. Tässä on mahdollisuus kiinnittää lipidejä, metalleja ja hiilihydraatteja proteiinidomeeneihin.
