La vida es un proceso de existencia de moléculas de proteína. Así lo expresan muchos científicos, que están convencidos de que la proteína es la base de todos los seres vivos. Estos juicios son absolutamente correctos, porque estas sustancias en la célula tienen la mayor cantidad de funciones básicas. Todos los demás compuestos orgánicos desempeñan el papel de sustratos energéticos y, de nuevo, se necesita energía para la síntesis de moléculas de proteína.
La capacidad del cuerpo para sintetizar proteínas
No todos los organismos existentes son capaces de sintetizar proteínas en una célula. Los virus y algunos tipos de bacterias no pueden formar proteínas y, por lo tanto, son parásitos y reciben las sustancias necesarias de la célula huésped. Otros organismos, incluidas las células procarióticas, son capaces de sintetizar proteínas. Todas las células humanas, animales, vegetales, fúngicas, casi todas las bacterias y protistas viven de la capacidad de biosíntesis de proteínas. Esto es necesario para la implementación de funciones formadoras de estructuras, protectoras, receptoras, de transporte y otras.
Respuesta del escenariobiosíntesis de proteínas
La estructura de una proteína está codificada en ácido nucleico (ADN o ARN) en forma de codones. Esta es información hereditaria que se reproduce cada vez que una célula necesita una nueva sustancia proteica. El comienzo de la biosíntesis es la transferencia de información al núcleo sobre la necesidad de sintetizar una nueva proteína con propiedades ya dadas.
En respuesta a esto, se desespiraliza una sección de ácido nucleico, donde se codifica su estructura. Este lugar es duplicado por el ARN mensajero y transferido a los ribosomas. Se encargan de construir una cadena polipeptídica a partir de una matriz - ARN mensajero. Brevemente, todas las etapas de la biosíntesis se presentan de la siguiente manera:
- transcripción (la etapa de duplicación del segmento de ADN con la estructura proteica codificada);
- procesamiento (formación de ARN mensajero);
- traducción (síntesis de proteínas en una célula basada en el ARN mensajero);
- modificación postraduccional ("maduración" del polipéptido, la formación de su estructura tridimensional).
Transcripción de ácidos nucleicos
Toda la síntesis de proteínas en una célula la llevan a cabo los ribosomas, y la información sobre las moléculas está contenida en el ácido nucleico (ARN o ADN). Se encuentra en los genes: cada gen es una proteína específica. Los genes contienen información sobre la secuencia de aminoácidos de una nueva proteína. En el caso del ADN, la eliminación del código genético se realiza de esta forma:
- comienza la liberación del sitio del ácido nucleico de las histonas, se produce la desespiralización;
- ADN polimerasaduplica la sección de ADN que almacena el gen de la proteína;
- la sección duplicada es un precursor del ARN mensajero, que es procesado por enzimas para eliminar los insertos no codificantes (la síntesis del ARNm se lleva a cabo sobre esta base).
Basado en el ARN pro-información, se sintetiza el ARNm. Ya es una matriz, después de lo cual se produce la síntesis de proteínas en la célula en los ribosomas (en el retículo endoplásmico rugoso).
Síntesis de proteína ribosomal
El ARN del mensaje tiene dos extremos, que están dispuestos como 3`-5`. La lectura y síntesis de proteínas en los ribosomas comienza en el extremo 5' y continúa hasta el intrón, una región que no codifica ninguno de los aminoácidos. Dice así:
- ARN mensajero "cuerdas" en el ribosoma, une el primer aminoácido;
- el ribosoma se desplaza un codón a lo largo del ARN mensajero;
- el ARN de transferencia proporciona el alfa-aminoácido deseado (codificado por el codón de ARNm dado);
- un aminoácido se une al aminoácido inicial para formar un dipéptido;
- entonces el ARNm se desplaza un codón nuevamente, se introduce un aminoácido alfa y se une a la cadena peptídica en crecimiento.
Una vez que el ribosoma llega al intrón (inserto no codificante), el ARN mensajero sigue adelante. Luego, a medida que avanza el ARN mensajero, el ribosoma vuelve a alcanzar el exón, el sitio cuya secuencia de nucleótidos corresponde a un determinadoaminoácido.
A partir de este punto, comienza de nuevo la adición de monómeros proteicos a la cadena. El proceso continúa hasta que aparece el siguiente intrón o hasta el codón de terminación. Este último detiene la síntesis de la cadena polipeptídica, después de lo cual la estructura primaria de la proteína se considera completa y comienza la etapa de modificación postsintética (postraduccional) de la molécula.
Modificación postraduccional
Después de la traducción, se produce la síntesis de proteínas en las cisternas del retículo endoplásmico liso. Este último contiene una pequeña cantidad de ribosomas. En algunas celdas, pueden estar completamente ausentes en el RES. Tales áreas son necesarias para formar primero una estructura secundaria, luego una terciaria o, si se programa, una estructura cuaternaria.
Toda la síntesis de proteínas en la célula se produce con el gasto de una gran cantidad de energía ATP. Por lo tanto, todos los demás procesos biológicos son necesarios para mantener la biosíntesis de proteínas. Además, se necesita parte de la energía para la transferencia de proteínas en la célula mediante transporte activo.
Muchas de las proteínas se transfieren de un lugar de la célula a otro para su modificación. En particular, la síntesis de proteínas postraduccional ocurre en el complejo de Golgi, donde un carbohidrato o un dominio lipídico se une a un polipéptido de cierta estructura.
