A célula de qualquer organismo é uma grande fábrica para a produção de produtos químicos. Aqui as reações ocorrem na biossíntese de lipídios, ácidos nucléicos, carboidratos e, claro, proteínas. As proteínas desempenham um papel enorme na vida da célula, pois desempenham muitas funções: enzimática, sinalizadora, estrutural, protetora e outras.
Biossíntese de proteínas: descrição do processo
A construção de moléculas de proteínas é um processo complexo de várias etapas que ocorre sob a ação de um grande número de enzimas e na presença de certas estruturas.
A síntese de qualquer proteína começa no núcleo. As informações sobre a estrutura da molécula são registradas no DNA da célula, a partir da qual são lidas. Quase todos os genes de um organismo codificam uma única molécula de proteína.
Qual é o papel do citoplasma na biossíntese de proteínas? O fato é que o citoplasma da célula é um "pool" de monômeros de substâncias complexas, além de estruturas responsáveis pelo processo de síntese proteica. Além disso, o ambiente interno da célula tem uma acidez constante econteúdo de íons, que desempenha um papel importante nas reações bioquímicas.
A biossíntese de proteínas ocorre em duas etapas: transcrição e tradução.
Transcrição
Esta etapa começa no núcleo da célula. Aqui, o papel principal é desempenhado por ácidos nucleicos como DNA e RNA (ácidos desoxi e ribonucleicos). Nos eucariotos, a unidade de transcrição é o transcripton, enquanto nos procariontes, essa organização do DNA é chamada de operon. A diferença entre transcrição em procariontes e eucariontes é que um operon é uma seção de uma molécula de DNA que codifica várias moléculas de proteína, quando a transcrição carrega informações sobre apenas um gene proteico.
A principal tarefa da célula na fase de transcrição é a síntese do RNA mensageiro (mRNA) no molde de DNA. Para fazer isso, uma enzima como a RNA polimerase entra no núcleo. Está envolvido na síntese de uma nova molécula de mRNA, que é complementar ao sítio do ácido desoxirribonucleico.
Para reações de transcrição bem sucedidas, é necessária a presença de fatores de transcrição, que também são abreviados como TF-1, TF-2, TF-3. Essas estruturas proteicas complexas estão envolvidas na conexão da RNA polimerase com o promotor na molécula de DNA.
A síntese de mRNA continua até que a polimerase atinja a região final do transcripton, que é chamada de terminador.
O operador, como outra área funcional do transcripton, é responsável por inibir a transcrição ou, inversamente, por acelerar o trabalho da RNA polimerase. Responsável porregulação do trabalho de enzimas de transcrição inibidoras de proteínas especiais ou ativadoras de proteínas, respectivamente.
Transmissão
Após a síntese do mRNA no núcleo da célula, ele entra no citoplasma. Para responder à pergunta sobre o papel do citoplasma na biossíntese de proteínas, vale a pena analisar com mais detalhes o futuro destino da molécula de ácido nucleico na fase de tradução.
A tradução ocorre em três etapas: iniciação, alongamento e término.
Primeiro, o mRNA deve se ligar aos ribossomos. Os ribossomos são pequenas estruturas não membranares da célula, que consistem em duas subunidades: pequenas e grandes. Primeiro, o ácido ribonucleico se liga à subunidade pequena e, em seguida, a subunidade grande fecha todo o complexo translacional para que o mRNA fique dentro do ribossomo. Na verdade, este é o fim do estágio de iniciação.
Qual é o papel do citoplasma na biossíntese de proteínas? Em primeiro lugar, é uma fonte de aminoácidos - os principais monômeros de qualquer proteína. No estágio de alongamento, ocorre um acúmulo gradual da cadeia polipeptídica, começando com o códon de iniciação metionina, ao qual os aminoácidos restantes estão ligados. O códon neste caso é uma trinca de nucleotídeos de mRNA que codifica um aminoácido.
Nesta fase, outro tipo de ácido ribonucleico está ligado ao trabalho - RNA de transferência, ou tRNA. Eles são responsáveis pela entrega de aminoácidos ao complexo mRNA-ribossoma, formando um complexo aminoacil-tRNA. O reconhecimento do tRNA ocorre por meio deinterações do anticódon desta molécula com o códon no mRNA. Assim, o aminoácido é entregue ao ribossomo e ligado à cadeia polipeptídica sintetizada.
A terminação do processo de tradução ocorre quando o mRNA atinge as seções do códon de parada. Esses códons carregam informações sobre o final da síntese peptídica, após a qual o complexo ribossomo-RNA é destruído e a estrutura primária da nova proteína entra no citoplasma para outras transformações químicas.
Fatores especiais de iniciação de proteínas IF e fatores de alongamento EF estão envolvidos no processo de tradução. Eles são de vários tipos, e sua tarefa é garantir a conexão correta do RNA com as subunidades ribossomais, bem como na síntese da própria cadeia polipeptídica na fase de alongamento.
Qual é o papel do citoplasma na biossíntese de proteínas: brevemente sobre os principais componentes da biossíntese
Depois que o mRNA deixa o núcleo para o ambiente interno da célula, a molécula deve formar um complexo translacional estável. Quais componentes do citoplasma devem estar presentes no estágio de tradução?
1. Ribossomos.
2. Aminoácidos.
3. tRNA.
Aminoácidos - monômeros de proteínas
Para a síntese de uma cadeia proteica, a presença no citoplasma dos componentes estruturais da molécula peptídica - aminoácidos. Essas substâncias de baixo peso molecular em sua composição possuem um grupo amino NH2 e um resíduo ácido COOH. Outro componente da molécula - o radical - é a marca de cada aminoácido individual. Qual é o papel do citoplasma nabiossíntese de proteínas?
AA ocorrem em soluções na forma de zwitterions, que são as mesmas moléculas que doam ou aceitam prótons de hidrogênio. Assim, o grupo amino dos aminoácidos é convertido em NH3+, e o grupo carbonil em COO-.
No total, existem 200 AAs na natureza, dos quais apenas 20 são formadores de proteínas. Entre eles, há um grupo de aminoácidos essenciais que não são sintetizados no corpo humano e entram na célula apenas com os alimentos ingeridos, e aminoácidos não essenciais que o corpo forma por conta própria.
Todos os AAs são codificados por algum códon que corresponde a três nucleotídeos de mRNA, e um aminoácido pode frequentemente ser codificado por várias dessas sequências ao mesmo tempo. O códon de metionina em pró e eucariotos é o inicial, porque inicia a biossíntese da cadeia peptídica. Os códons de parada incluem sequências de nucleotídeos UAA, UGA e UAG.
O que são ribossomos?
Como os ribossomos são responsáveis pela biossíntese de proteínas na célula e qual é o papel dessas estruturas? Em primeiro lugar, são formações não membranosas, que consistem em duas subunidades: grande e pequena. A função dessas subunidades é manter a molécula de mRNA entre elas.
Existem locais nos ribossomos onde os códons de mRNA entram. No total, dois desses trigêmeos podem caber entre a subunidade pequena e a grande.
Vários ribossomos podem se agregar em um grande polissoma, devido ao qual a taxa de síntese da cadeia peptídica aumenta, e a saída pode ser obtida imediatamentevárias cópias da proteína. Aqui está o papel do citoplasma na biossíntese de proteínas.
Tipos de RNA
Os ácidos ribonucleicos desempenham um papel importante em todas as fases da transcrição. Existem três grandes grupos de RNA: transporte, ribossomal e informativo.
mRNAs estão envolvidos na transferência de informações sobre a composição da cadeia peptídica. Os tRNAs são mediadores na transferência de aminoácidos para os ribossomos, o que é alcançado pela formação de um complexo aminoacil-tRNA. A fixação de um aminoácido ocorre apenas com a interação complementar do anticódon do RNA de transferência com o códon do RNA mensageiro.
rRNA estão envolvidos na formação de ribossomos. Suas sequências são uma das razões pelas quais o mRNA é mantido entre as subunidades pequenas e grandes. Os RNAs ribossomais são produzidos nos nucléolos.
Significado das proteínas
A biossíntese de proteínas e sua importância para a célula são colossais: a maioria das enzimas do corpo são de natureza peptídica, graças às proteínas, as substâncias são transportadas através das membranas celulares.
Proteínas também desempenham uma função estrutural quando fazem parte de músculos, nervos e outros tecidos. O papel da sinalização é transmitir informações sobre os processos que ocorrem, por exemplo, quando a luz incide na retina. As proteínas protetoras - imunoglobulinas - são a base do sistema imunológico humano.
