Het proces van eiwitbiosynthese is uiterst belangrijk voor de cel. Omdat eiwitten complexe stoffen zijn die een grote rol spelen in weefsels, zijn ze onmisbaar. Om deze reden wordt in de cel een hele keten van eiwitbiosyntheseprocessen gerealiseerd, die in verschillende organellen plaatsvinden. Dit garandeert de celreproductie en de mogelijkheid van bestaan.
De essentie van het proces van eiwitbiosynthese
De enige plaats voor eiwitsynthese is het ruwe endoplasmatisch reticulum. Hier bevindt zich het grootste deel van de ribosomen, die verantwoordelijk zijn voor de vorming van de polypeptideketen. Voordat de translatiefase (het proces van eiwitsynthese) begint, is echter activering van het gen vereist, dat informatie over de eiwitstructuur opslaat. Daarna is het kopiëren van dit stuk DNA (of RNA, als bacteriële biosynthese wordt overwogen) vereist.
Na het kopiëren van DNA is het proces van het maken van boodschapper-RNA vereist. Op basis hiervan zal de synthese van de eiwitketen worden uitgevoerd. Bovendien moeten alle stadia die optreden met de betrokkenheid van nucleïnezuren in de celkern plaatsvinden. Dit is echter niet waar eiwitsynthese plaatsvindt. Dit islocatie waar voorbereidingen voor biosynthese worden uitgevoerd.
Ribosomale eiwitbiosynthese
De belangrijkste plaats waar eiwitsynthese plaatsvindt, is het ribosoom, een celorganel dat uit twee subeenheden bestaat. Er is een groot aantal van dergelijke structuren in de cel en ze bevinden zich voornamelijk op de membranen van het ruwe endoplasmatisch reticulum. De biosynthese zelf vindt als volgt plaats: het in de celkern gevormde boodschapper-RNA verlaat de kernporiën in het cytoplasma en ontmoet het ribosoom. Vervolgens wordt het mRNA in de opening tussen de subeenheden van het ribosoom geduwd, waarna het eerste aminozuur wordt gefixeerd.
Naar de plaats waar eiwitsynthese plaatsvindt, worden aminozuren geleverd met behulp van transfer-RNA. Eén zo'n molecuul kan één aminozuur tegelijk brengen. Ze komen op hun beurt samen, afhankelijk van de codonsequentie van boodschapper-RNA. Ook kan de synthese een tijdje stoppen.
Als het langs het mRNA beweegt, kan het ribosoom gebieden (intronen) binnendringen die niet coderen voor aminozuren. Op deze plaatsen beweegt het ribosoom eenvoudig langs het mRNA, maar worden er geen aminozuren aan de keten toegevoegd. Zodra het ribosoom het exon bereikt, dat wil zeggen de plaats die codeert voor het zuur, hecht het zich weer aan het polypeptide.
Postsynthetische modificatie van eiwitten
Nadat het ribosoom het stopcodon van boodschapper-RNA bereikt, is het proces van directe synthese voltooid. Het resulterende molecuul heeft echter een primaire structuur en kan nog niet de functies vervullen die ervoor zijn gereserveerd. Om volledig te kunnen functioneren, moet het molecuulmoet worden georganiseerd in een bepaalde structuur: secundair, tertiair of zelfs meer complex - quaternair.
Structurele organisatie van eiwitten
Secundaire structuur - de eerste fase van structurele organisatie. Om dit te bereiken, moet de primaire polypeptideketen zich oprollen (alfa-helices vormen) of vouwen (bètalagen creëren). Om vervolgens nog minder ruimte in te nemen over de lengte, wordt het molecuul nog meer samengetrokken en opgerold tot een bal vanwege waterstof, covalente en ionische bindingen, evenals interatomaire interacties. Zo wordt de bolvormige structuur van het eiwit verkregen.
Quadternaire eiwitstructuur
De quaternaire structuur is de meest complexe van allemaal. Het bestaat uit verschillende secties met een bolvormige structuur, verbonden door fibrillaire filamenten van het polypeptide. Bovendien kan de tertiaire en quaternaire structuur een koolhydraat- of lipideresidu bevatten, wat het spectrum van eiwitfuncties uitbreidt. Met name glycoproteïnen, complexe verbindingen van eiwitten en koolhydraten, zijn immunoglobulinen en vervullen een beschermende functie. Ook bevinden glycoproteïnen zich op celmembranen en werken ze als receptoren. Het molecuul wordt echter niet gemodificeerd waar eiwitsynthese plaatsvindt, maar in het gladde endoplasmatisch reticulum. Hier bestaat de mogelijkheid om lipiden, metalen en koolhydraten aan eiwitdomeinen te binden.
