Proces biosinteze proteina izuzetno je važan za stanicu. Budući da su proteini složene tvari koje imaju veliku ulogu u tkivima, nezamjenjivi su. Zbog toga se u stanici ostvaruje cijeli lanac procesa biosinteze proteina koji se odvija u nekoliko organela. To jamči reprodukciju stanica i mogućnost postojanja.
Suština procesa biosinteze proteina
Jedino mjesto za sintezu proteina je grubi endoplazmatski retikulum. Ovdje se nalazi glavnina ribosoma, koji su odgovorni za formiranje polipeptidnog lanca. Međutim, prije nego što započne faza translacije (proces sinteze proteina), potrebna je aktivacija gena koji pohranjuje informacije o strukturi proteina. Nakon toga, potrebno je kopiranje ovog dijela DNK (ili RNA, ako se razmatra bakterijska biosinteza).
Nakon kopiranja DNK, potreban je proces stvaranja glasničke RNA. Na temelju njega će se izvršiti sinteza proteinskog lanca. Štoviše, svi stupnjevi koji se javljaju uz sudjelovanje nukleinskih kiselina moraju se pojaviti u jezgri stanice. Međutim, ovdje se ne odvija sinteza proteina. Ovo jemjesto gdje se provode pripreme za biosintezu.
Biosinteza ribosomalnih proteina
Glavno mjesto gdje se odvija sinteza proteina je ribosom, stanična organela koja se sastoji od dvije podjedinice. U stanici postoji ogroman broj takvih struktura, a uglavnom se nalaze na membranama grubog endoplazmatskog retikuluma. Sama biosinteza odvija se na sljedeći način: glasnička RNA nastala u staničnoj jezgri izlazi kroz nuklearne pore u citoplazmu i susreće se s ribosomom. Zatim se mRNA gura u jaz između podjedinica ribosoma, nakon čega je prva aminokiselina fiksirana.
Do mjesta gdje se odvija sinteza proteina, aminokiseline se opskrbljuju uz pomoć prijenosne RNA. Jedna takva molekula može donijeti jednu po jednu aminokiselinu. Oni se naizmjence spajaju, ovisno o sekvenci kodona glasničke RNA. Također, sinteza se može zaustaviti na neko vrijeme.
Kada se kreće duž mRNA, ribosom može ući u područja (introne) koja ne kodiraju aminokiseline. Na tim mjestima ribosom se jednostavno kreće duž mRNA, ali se u lanac ne dodaju nikakve aminokiseline. Čim ribosom dosegne egzon, to jest mjesto koje kodira kiselinu, tada se ponovno veže na polipeptid.
Postsintetička modifikacija proteina
Nakon što ribosom dosegne stop kodon glasničke RNA, proces izravne sinteze je završen. Međutim, rezultirajuća molekula ima primarnu strukturu i još ne može obavljati funkcije rezervirane za nju. Kako bi u potpunosti funkcionirala, molekulatreba organizirati u određenu strukturu: sekundarnu, tercijarnu ili još složeniju - kvarternu.
Strukturna organizacija proteina
Sekundarna struktura - prva faza strukturne organizacije. Da bi se to postiglo, primarni polipeptidni lanac mora se smotati (tvoriti alfa spirale) ili presavijati (stvoriti beta slojeve). Zatim, da bi zauzela još manje prostora po dužini, molekula se još više skuplja i smota u kuglu zbog vodikovih, kovalentnih i ionskih veza, kao i međuatomskih interakcija. Tako se dobiva globularna struktura proteina.
Kvadternarna struktura proteina
Kvartarna struktura je najsloženija od svih. Sastoji se od nekoliko dijelova s globularnom strukturom, povezanih fibrilarnim filamentima polipeptida. Osim toga, tercijarna i kvartarna struktura može sadržavati ugljikohidratne ili lipidne ostatke, što proširuje spektar funkcija proteina. Konkretno, glikoproteini, složeni spojevi proteina i ugljikohidrata, su imunoglobulini i imaju zaštitnu funkciju. Također, glikoproteini se nalaze na staničnim membranama i rade kao receptori. Međutim, molekula se ne mijenja tamo gdje dolazi do sinteze proteina, već u glatkom endoplazmatskom retikulumu. Ovdje postoji mogućnost vezivanja lipida, metala i ugljikohidrata na proteinske domene.
