Die Proteinsynthese ist der Prozess der Herstellung von Proteinmolekülen durch Zellen, die DNA, RNA und verschiedene Enzyme beinhalten. In prokaryotischen Zellen findet der Prozess der Proteinsynthese im Zytoplasma statt. In eukaryontischen Zellen beginnt dieser Prozess währenddessen im Zellkern, um Transkripte (mRNA) herzustellen. Dieses Stadium der Proteinsynthese in Zellen setzt sich fort, während die mRNA zu den Ribosomen gelangt, um in Polypeptidproteinmoleküle übersetzt zu werden.
Stufen der Proteinsynthese
Die Phasen der Proteinsynthese bestehen aus zwei Prozessen, nämlich Transkription und Translation. In eukaryotischen Zellen erfolgt die Transkription im Zellkern, während die Translation an den Ribosomen im Zytoplasma erfolgt. Diese beiden Prozesse können zu DNA → RNA → Protein zusammengefasst werden. Aminosäuren werden benötigt, um die Schritte der Proteinsynthese durchzuführen. Mit einer Reihe biochemischer Prozesse kann der Körper einige Aminosäuren aus Kohlenstoffquellen wie Glukose herstellen. Einige der anderen Aminosäuren können über die Nahrung aufgenommen werden.
1. Transkriptionsprozess
Die erste Sequenz der Proteinsynthese ist die Transkription. Dieser Prozess ist ein Schritt in der Proteinsynthese, bei dem die Informationen im DNA-Strang in ein neues Molekül namens . kopiert werden
Bote RNA (mRNA). DNA speichert genetisches Material als Referenz oder Vorlage im Zellkern. Inzwischen kann mRNA als Kopie eines Nachschlagewerks betrachtet werden, da sie die gleichen Informationen wie DNA enthält. Die Informationen in der mRNA dienen jedoch nicht der Langzeitspeicherung und können frei aus dem Zellkern herausgetragen werden. Darüber hinaus ist die mRNA, obwohl sie die gleichen Informationen enthält, keine identische Kopie des DNA-Segments, da die Sequenz komplementär ist
Vorlagen DNA. Der Transkriptionsprozess wird von Enzymen durchgeführt, die als RNA-Polymerasen bezeichnet werden, und einer Gruppe von Proteinen, die als Transkriptionsfaktoren bezeichnet werden. Transkriptionsfaktoren können an bestimmte DNA-Sequenzen binden, die als Sequenzen bezeichnet werden
Verstärker (Zusatz) und
Promoter (Promotor), um RNA-Polymerase an die geeignete Transkriptionsstelle zu rekrutieren. Der Transkriptionsprozess bei der Proteinsynthese besteht aus drei Stufen, nämlich Initiation, Elongation und Termination der mRNA-Kette.
Transkriptionsfaktoren und RNA-Polymerase bilden zusammen einen Transkriptionsinitiationskomplex. Dieser Komplex initiiert die Transkription, dann beginnt die RNA-Polymerase mit der Synthese von mRNA, indem sie komplementäre Basen mit dem ursprünglichen DNA-Strang abgleicht.
Beim Elongationsprozess bewegt sich die RNA entlang der DNA und verdreht die DNA-Doppelhelix, so dass ein verlängertes RNA-Molekül entsteht.
Der Transkriptionsprozess wird fortgesetzt, bis die RNA-Polymerase eine DNA-Sequenz namens . transkribiert
Terminator. Dies ist eine Sequenz, die als Signal dafür dient, den Transkriptionsprozess zu stoppen. Nachdem der mRNA-Strang vollständig synthetisiert ist, wird die Transkription gestoppt und die mRNA von der DNA-Matrize getrennt. Die neu gebildete mRNA-Kopie des Gens verlässt den Zellkern und dient während des Translationsprozesses als Blaupause für die Proteinsynthese. [[Ähnlicher Artikel]]
2. Übersetzungsprozess
Die nächste Sequenz der Proteinsynthese ist die Translation, der Prozess der Proteinsynthese aus den im mRNA-Molekül enthaltenen Informationen. Während des Translationsprozesses wird die mRNA-Sequenz anhand des genetischen Codes gelesen. Der genetische Code ist eine Reihe von Regeln, die bestimmen, wie die mRNA-Sequenz in einen 20-Buchstaben-Aminosäurecode übersetzt wird. Diese Aminosäuremoleküle sind die Bausteine für die Proteinsynthese. Der genetische Code besteht aus einer Reihe von Nukleotidkombinationen aus drei Buchstaben, die als Codons bezeichnet werden. Jedes dieser Codons entspricht einem bestimmten Aminosäuretyp oder einem Stoppsignal am Ende des Prozesses. Der Translationsprozess findet im Ribosom statt, das als Fabrik für die Proteinsynthese fungiert. Ribosomen haben kleine und große Untereinheiten und sind komplexe Moleküle, die aus mehreren ribosomalen RNA-Molekülen und einer Reihe von Proteinen bestehen. Ähnlich wie bei der Transkription besteht auch das Translationsstadium aus den Initiations-, Elongations- und Terminationsstadien.
Während des Initiationsprozesses bindet die kleine ribosomale Untereinheit an den Anfang der mRNA-Sequenz. Dann bindet das Transfer-RNA (tRNA)-Molekül, das die Aminosäure Methionin trägt, an das Startcodon der mRNA-Sequenz. Das Startcodon in allen mRNA-Molekülen hat die Sequenz AUG und kodiert für Methionin. Als nächstes bindet die große ribosomale Untereinheit, um mit der Bildung eines vollständigen Initiationskomplexes zu beginnen.
Während der Elongationsstufe wird das Ribosom jedes Codon der Reihe nach kontinuierlich translatieren. An die verlängerte Kette werden die entsprechenden Aminosäuren angehängt und über Peptidbindungen verknüpft. Die Elongation wird fortgesetzt, bis alle Codons gelesen sind.
Nachdem das Ribosom das letzte Codon oder Stoppcodon erreicht hat, das als Stoppsignal dient (UAA, UAG und UGA), erfolgt die Termination. Dies liegt daran, dass kein tRNA-Molekül dieses Codon erkennen kann und das Ribosom den Translationsprozess stoppt. Das ist die Abfolge der Stufen der Proteinsynthese im Zellkern und in den Ribosomen. Das nach dem Translationsprozess neu gebildete Protein wird dann freigesetzt und der Translationskomplex abgetrennt. Wenn Sie Fragen zu gesundheitlichen Problemen haben, können Sie Ihren Arzt direkt über die Familiengesundheitsanwendung SehatQ kostenlos fragen. Laden Sie die SehatQ-App jetzt im App Store oder bei Google Play herunter.
