Proteinsyntheseverfahren - Definition, Stadien und Vorteile

Proteinsyntheseverfahren

Die Proteinsynthese ist ein Prozess zur Umwandlung linearer Aminosäuren in Proteine ​​im Körper. Dieser Prozess besteht aus der Transkription, Translation und Faltung von Proteinen.

Die Proteinsynthese ist leichter als der Prozess der Verdauung von Lebensmitteln bekannt. Jedes Lebewesen braucht Nahrung zum Überleben, die dann im Verdauungssystem verdaut wird, das im Körper zu Energie verarbeitet wird.

Proteinsyntheseverfahren

Proteine ​​sind komplexe organische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, die Polymere von Aminosäuremonomeren sind, die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind (Animosäureketten). Proteinmoleküle enthalten Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und manchmal Schwefel und Phosphor.

Protein spielt eine sehr wichtige Rolle, da dieses Protein die Grundlage eines Gebäudes im menschlichen Körper bildet. Diese Proteine ​​müssen jedoch gebildet werden, und die Bildung oder Synthese von Proteinen erfolgt unter Beteiligung vieler "Parteien", einschließlich DNA und RNA.

Der Prozess der Proteinsynthese ist ein Prozess zur Umwandlung linearer Aminosäuren in Proteine ​​im Körper. Hierbei sind die Rollen von DNA und RNA wichtig, da sie am Prozess der Proteinsynthese beteiligt sind.

Das DNA-Molekül ist die Quelle für die Kodierung, dass Nukleinsäuren zu den Aminosäuren werden, aus denen Proteine ​​bestehen - die nicht direkt am Prozess beteiligt sind. Während RNA-Moleküle das Ergebnis der Transkription von DNA-Molekülen in einer Zelle sind. Dieses RNA-Molekül wird dann als Baustein für Proteine ​​in Aminosäuren übersetzt.

Drei wichtige Aspekte im Proteinsynthesevorgang, nämlich der Ort, an dem die Proteinsynthese in Zellen stattfindet; der Mechanismus für den Informationstransfer oder das Ergebnis der Transformation von der DNA zum Ort der Proteinsynthese; und der Mechanismus der Aminosäuren, aus denen die Proteine ​​in einer Zelle bestehen, um sich zu trennen, um spezifische Proteine ​​zu bilden.

Der Proteinsynthesevorgang findet im Ribosom statt, einer der kleinen und dichten Organellen in der Zelle (auch im Zellkern), indem aus der translatierten mRNA ein unspezifisches oder geeignetes Protein hergestellt wird. Das Ribosom selbst hat einen Durchmesser von etwa 20 nm und besteht aus 65% ribosomaler RNA (rRNA) und 35% ribosomalem Protein (Ribonucleoprotein oder RNP genannt).

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Proteinsyntheseverfahren

Grundsätzlich sind Zellen als genetische Information (Gene) in der DNA enthalten, um Proteine ​​herzustellen. Der Proteinsynthesevorgang ist in drei Schritte unterteilt, nämlich Transkription, Translation und Proteinfaltung.

1. Transkription

Die Transkription ist der Prozess der Bildung von RNA aus einer der DNA-Matrizenbanden (DNA sense). In diesem Stadium werden 3 Arten von RNA produziert, nämlich mRNA, tRNA und rRNA.

Transkriptionsprozess der Proteinsynthese

Der Prozess der Proteinsynthese findet im Zytoplasma statt und beginnt mit dem Öffnen der Doppelketten, die der DNA gehören, mit Hilfe des RNA-Polymeraseenzyms. In diesem Stadium gibt es eine einzelne Kette, die als Sense-Kette dient, während eine andere Kette, die vom DNA-Paar stammt, als Antisense-Kette bezeichnet wird.

Die Transkriptionsstufe selbst ist in drei Stufen unterteilt, nämlich die Initiations-, Elongations- und Terminationsstufen.

  • Einleitung

Die RNA-Polymerase bindet an DNA-Stränge, sogenannte Promotoren, die sich am Anfang eines Gens befinden. Jedes Gen hat seinen eigenen Promotor. Einmal gebunden, trennt die RNA-Polymerase die Doppelstränge der DNA und liefert eine Matrize oder Matrize für die zur Transkription bereiten Einzelstränge.

  • Verlängerung

Ein DNA-Strang, der Formstrang, dient als Matrize zur Verwendung durch das RNA-Polymeraseenzym. Während des "Lesens" dieses Drucks bildet die RNA-Polymerase das RNA-Molekül aus dem Nukleotid und erzeugt eine Kette, die von 5 'bis 3' wächst. Transkriptions-RNA enthält die gleichen Informationen von Nicht-Template-DNA-Strängen (kodierend).

  • Beendigung

Diese Sequenz signalisiert, dass die RNA-Transkription abgeschlossen ist. Nach der Transkription setzt die RNA-Polymerase die Transkription von RNA frei.

2. Übersetzung

Die Translation ist der Prozess von Nukleotidsequenzen in mRNA, die in Aminosäuresequenzen aus der Polypeptidkette übersetzt werden. Während dieses Prozesses "lesen" Zellen die Informationen über Messenger-RNA (mRNA) und verwenden sie zur Herstellung eines Proteins.

Es gibt 20 Arten von Aminosäuren, die benötigt werden, um Proteine ​​zu bilden, die aus der Translation des mRNA-Codons stammen. In mRNA sind die Anweisungen zur Herstellung von Polypeptiden Nukleotid-RNAs (Adenin, Uracil, Cytosin, Guanin), die als Codons bezeichnet werden. Dann wird eine spezifischere Polypeptidkette erzeugt.

Translationsprozess der Proteinsynthese

Der Übersetzungsprozess selbst ist in drei Phasen unterteilt:

  • Anfangsphase oder Initiation
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Zu diesem Zeitpunkt sammeln sich die Ribosomen um die zu lesende mRNA und die erste tRNA, die die Aminosäure Methionin trägt (die mit dem Startcodon AUG übereinstimmt). Dieser Abschnitt ist erforderlich, damit die Übersetzungsphase beginnen kann.

  • Verlängerung oder Verlängerung der Kette

Dies ist das Stadium, in dem die Aminosäurekette verlängert wird. Hier wird die mRNA jeweils ein Codon gelesen und die dem Codon entsprechende Aminosäure zur Proteinkette hinzugefügt. Während der Verlängerung bewegt sich die tRNA an den A-, P- und E-Stellen des Ribosoms vorbei. Dieser Vorgang wird immer wieder wiederholt, wenn neue Codons gelesen und der Kette neue Aminosäuren hinzugefügt werden.

  • Beendigung

Dies ist das Stadium, in dem die Polypeptidkette freigesetzt wird. Dieser Prozess beginnt, wenn ein Stoppcodon (UAG, UAA oder UGA) in das Ribosom eintritt, die Polypeptidkette von der tRNA trennt und das Ribosom verlässt.

3. Klapp Protei n

Die neu synthetisierte Polypeptidkette funktioniert erst, wenn sie bestimmte strukturelle Modifikationen wie die Zugabe von Schwanzkohlenhydraten (Glykosylierung), Lipiden, prothetischen Gruppen usw. erfährt. Um funktionell zu sein, erfolgt dies durch posttranslationale Modifikation und Proteinfaltung.

Die Proteinfaltung ist in vier Ebenen unterteilt, nämlich die primäre Ebene (lineare Polypeptidketten); mittleres Niveau (α-Helix und β-Faltenblatt); Tertiärniveau (faserige und kreisförmige Form); und Quartärniveau (Proteinkomplex mit zwei oder mehr Untereinheiten.

Vorteile der Proteinsynthese

Zellen synthetisieren Protein im ganzen Körper. Diese Proteine ​​sind:

  • Strukturprotein ist das Vorhandensein eines Proteins, das Zellstrukturen, Organellenmembranen, Plasmamembranproteine, Mikrotubuli, Mikrofilamente, Zentriolen und vieles mehr bildet.
  • Geheime Proteine ​​aus Zellen wie Antikörpern und Hormonen.

Unterschiedliche Zellen haben unterschiedliche Proteine, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Zellen bestimmen und eine Zelle von einer anderen unterscheiden. Beispielsweise enthalten viele Muskelzellen in Abwesenheit von Nervenzellen Aktin und Myosin.