Sinteza proteinelor

Abilitatea celulelor de a mentine un inalt nivel de ordine intr-un univers haotic depinde de informatia genetica, informatie care este exprimata, mentinuta, replicata si ocazional ameliorata printr-o serie de procese specifice cum ar fi: sinteza ARN si a proteinelor, repararea ADN, replicarea ADN si recombinarea genica.

In cadrul acestor procese, informatia dintr-o secventa lineara de nucleotide este transpusa fie intr-un alt lant de nucleotide (ADN sau ARN) fie intr-un lant de aminoacizi (peptid).

Proteinele constituie mai mult de 50% din masa uscata a unei celule iar sinteza lor este esentiala pentru mentinerea statusului celular ca si pentru crestere si dezvoltare. Sinteza proteinelor reprezinta cel mai complex proces biosintetic descris pana la momentul de fata; aceasta deoarece, la eucariote, procesul de sinteza a proteinelor implica activitatea a 70 proteine ribozomale diferite, a peste 20 de enzime necesare activarii aminoacizilor precursori, a zeci de proteine auxiliare alaturi de factori de initiere, elongare si terminalizare, a aproximativ 100 enzime aditionale pentru procesare finala a diferitelor proteine, a peste 40 de tipuri de ARNt. Circa 300 de macromolecule sunt implicate in cooperarea necesara sintezei proteinelor.

NECESAR DE ,,MATERIALE"

Sinteza proteinelor necesita, ca si constructia unei cladiri,

- "caramizi" care in acest caz sunt reprezentate de aminoacizi

- "transportorii" - ARNt specifici

- "constructori" - ribozomii

- "un plan", aici reprezentat de informatia cuprinsa in ARNm, copiat pe baza codului genetic cuprins in ADN

ARNt, transportorii aminoacizilor care vor constitui viitorul lant peptidic, actioneaza ca si adaptori ce vor transla secventa nucleotidica in secventa proteica.

Molecula de ARNt este o molecula mica, avand circa 70-90 nucleotide. Are o structura specifica, o extremitate posedand sistemul de conectare la secventa codonului de pe ARNm (deci un anticodon) si alta care cuprinde sistemul de conectare la un aminoacid specific.

O a doua functie a ARNt este aceea de a activa un aminoacid (AA) specific, cuplandu-l la capatul carboxi-terminal printr-o legatura de inalta energie; astfel, capatul carboxi-terminal "incarcat" din punct de vedere energetic va putea sa se cupleze cu regiunea amino-terminala a urmatorului aminoacid adus de un alt ARNt. Activarea este necesara, deoarece un AA neactivat nu va putea fi adaugat unui lant polipeptidic in crestere.

Activarea AA necesita energia furnizata de hidroliza ATP.

Structura ARNt (forma desfasurata) Structura ARNt (structura tridimensionala)

Ribozomii

Structura. Ribozomii nu pot fi observati in microscopia fotonica.

Ultrastructura. In microscopia electronica au fost descrisi ca si corpusculi elipsoidali cu diametrul mare de 20-25 nm iar cel mic de 15-17 nm.

Din punct de vedere ultrastructural cuprind 2 subunitati:

- Subunitatea mica ? la eucariote au un coeficient de sedimentare 40S (30S la procariote)

- Subunitatea mare ? la eucariote au un coeficient de sedimentare 60S (50S la procariote)

Subunitatea mica prezinta o proeminenta numita cap, o platforma si o baza sau corp (platforma si baza reprezinta 2/3 din unitate). Intre cap si baza se gaseste o strangulatie.

Subunitatea mare prezinta 3 proeminente din care una centrala numita protuberanta centrala iar celelalte - tulpina si creasta. Intre protuberanta centrala si creasta exista o depresiune si un canal prin care se scurge lantul polipeptidic in reticulul endoplasmatic rugos.

La inceputul si finalul sintezei unui peptid, subunitatile sunt separate.