La vie est un processus d'existence de molécules de protéines. C'est ainsi que l'expriment de nombreux scientifiques, convaincus que les protéines sont à la base de tout être vivant. Ces jugements sont absolument corrects, car ces substances dans la cellule ont le plus grand nombre de fonctions de base. Tous les autres composés organiques jouent le rôle de substrats énergétiques, et l'énergie est à nouveau nécessaire à la synthèse des molécules protéiques.
La capacité du corps à synthétiser les protéines
Tous les organismes existants ne sont pas capables de synthétiser des protéines dans une cellule. Les virus et certains types de bactéries ne peuvent pas former de protéines, et sont donc des parasites et reçoivent les substances nécessaires de la cellule hôte. D'autres organismes, dont les cellules procaryotes, sont capables de synthétiser des protéines. Toutes les cellules humaines, animales, végétales, fongiques, presque toutes les bactéries et les protistes vivent de la capacité de biosynthèse des protéines. Cela est nécessaire pour la mise en œuvre des fonctions de formation de structure, de protection, de réception, de transport et autres.
Réponse de l'étapebiosynthèse des protéines
La structure d'une protéine est codée dans un acide nucléique (ADN ou ARN) sous forme de codons. Il s'agit d'informations héréditaires qui se reproduisent chaque fois qu'une cellule a besoin d'une nouvelle substance protéique. Le début de la biosynthèse est le transfert d'informations au noyau sur la nécessité de synthétiser une nouvelle protéine avec des propriétés déjà données.
En réponse à cela, une section d'acide nucléique est déspiralisée, où sa structure est encodée. Cet endroit est dupliqué par l'ARN messager et transféré aux ribosomes. Ils sont responsables de la construction d'une chaîne polypeptidique basée sur une matrice - l'ARN messager. En bref, toutes les étapes de la biosynthèse sont présentées comme suit:
- transcription (l'étape de doubler le segment d'ADN avec la structure protéique codée);
- traitement (formation d'ARN messager);
- translation (synthèse de protéines dans une cellule basée sur l'ARN messager);
- modification post-traductionnelle ("maturation" du polypeptide, formation de sa structure tridimensionnelle).
Transcription des acides nucléiques
Toute la synthèse des protéines dans une cellule est effectuée par les ribosomes, et les informations sur les molécules sont contenues dans l'acide nucléique (ARN ou ADN). Elle se situe dans les gènes: chaque gène est une protéine spécifique. Les gènes contiennent des informations sur la séquence d'acides aminés d'une nouvelle protéine. Dans le cas de l'ADN, la suppression du code génétique s'effectue de la manière suivante:
- la libération du site d'acide nucléique des histones commence, la déspiralisation se produit;
- ADN polymérasedouble la section d'ADN qui stocke le gène de la protéine;
- la section doublée est un précurseur de l'ARN messager, qui est traité par des enzymes pour éliminer les inserts non codants (la synthèse de l'ARNm est effectuée sur sa base).
Basé sur l'ARN pro-information, l'ARNm est synthétisé. C'est déjà une matrice, après quoi la synthèse des protéines dans la cellule se produit sur les ribosomes (dans le réticulum endoplasmique rugueux).
Synthèse des protéines ribosomiques
Message RNA a deux extrémités, qui sont disposées en 3`-5`. La lecture et la synthèse des protéines sur les ribosomes commencent à l'extrémité 5' et se poursuivent jusqu'à l'intron, une région qui ne code aucun des acides aminés. Ça se passe comme ça:
- l'ARN messager "s'enchaîne" sur le ribosome, attache le premier acide aminé;
- le ribosome se déplace le long de l'ARN messager d'un codon;
- l'ARN de transfert fournit l'acide alpha-aminé désiré (codé par le codon d'ARNm donné);
- un acide aminé rejoint l'acide aminé de départ pour former un dipeptide;
- puis l'ARNm est à nouveau déplacé d'un codon, un acide aminé alpha est introduit et rejoint la chaîne peptidique en croissance.
Une fois que le ribosome atteint l'intron (insert non codant), l'ARN messager se déplace simplement. Puis, au fur et à mesure que l'ARN messager progresse, le ribosome atteint à nouveau l'exon - le site dont la séquence nucléotidique correspond à un certainacide aminé.
À partir de ce point, l'ajout de monomères protéiques à la chaîne recommence. Le processus se poursuit jusqu'à ce que l'intron suivant apparaisse ou jusqu'au codon d'arrêt. Ce dernier arrête la synthèse de la chaîne polypeptidique, après quoi la structure primaire de la protéine est considérée comme complète et l'étape de modification post-synthétique (post-traductionnelle) de la molécule commence.
Modification post-traductionnelle
Après la traduction, la synthèse des protéines se produit dans les citernes du réticulum endoplasmique lisse. Ce dernier contient un petit nombre de ribosomes. Dans certaines cellules, ils peuvent être complètement absents du RES. Ces zones sont nécessaires pour former d'abord une structure secondaire, puis tertiaire ou, si elle est programmée, une structure quaternaire.
Toute la synthèse des protéines dans la cellule se produit avec la dépense d'une énorme quantité d'énergie ATP. Par conséquent, tous les autres processus biologiques sont nécessaires pour maintenir la biosynthèse des protéines. De plus, une partie de l'énergie est nécessaire au transfert des protéines dans la cellule par transport actif.
De nombreuses protéines sont transférées d'un endroit de la cellule à un autre pour être modifiées. En particulier, la synthèse protéique post-traductionnelle se produit dans le complexe de Golgi, où un domaine glucidique ou lipidique est attaché à un polypeptide d'une certaine structure.
