Biosynteza białka zachodzi we wszystkich narządach,tkanki i komórki. Największa ilość białka jest syntetyzowana w wątrobie. Rybosomy przeprowadzają biosyntezę białek. Ze względu na swój charakter chemiczny rybosomy są nukleoproteinami składającymi się z RNA (50–65%) i białek (35–50%). Kwas rybonukleinowy to części składowe ziarnistej retikulum endoplazmatycznego, w których zachodzi biosynteza i ruch zsyntetyzowanych cząsteczek białka.
Rybosomy w komórce mają postać skupisk od 3 do 100 jednostek - polisomów (polribosomów). Rybosomy są zwykle połączone za pomocą pewnego rodzaju włókna widocznego pod mikroskopem elektronowym - i-RNA.
Każdy rybosom jest zdolny do niezależnej syntezy jednego łańcucha polipeptydowego, grupy kilku takich łańcuchów i cząsteczek białka.
Etapy biosyntezy białek
Aktywacja aminokwasów.Aminokwasy wchodzą do hialoplazmy z płynu międzykomórkowego w wyniku dyfuzji, osmozy lub aktywnego transferu. Każdy rodzaj aminokwasu i iminokwasu oddziałuje z pojedynczym enzymem - syntetazą aminoacylową. Reakcja jest aktywowana przez kationy magnezu, manganu, kobaltu. Powstaje aktywowany aminokwas.
Biosynteza białek (drugi etap) - interakcja izwiązek aktywowanego aminokwasu z t-RNA. Aktywowane aminokwasy (aminoacyladenylan) są przenoszone przez enzymy do cytoplazmatycznego t-RNA. Proces ten jest katalizowany przez syntetazy aminoacylowego RNA. Pozostała część aminokwasu jest połączona grupą karboksylową z drugim atomem hydroksylu nukleonu węglowo-rybozowego nukleotydu t-RNA.
Biosynteza białek (trzeci etap) - transportkompleksowane aktywowane aminokwasy z t-RNA w rybosomie komórki. Aminokwas wiąże się z t-RNA i jest przenoszony z hialoplazmy do rybosomu. Proces ten jest katalizowany przez specyficzne enzymy, których w organizmie jest co najmniej 20. Niektóre aminokwasy są transportowane przez kilka t-RNA (na przykład walinę i leucynę - trzy t-RNA). Proces ten wykorzystuje energię GTF i ATP. Czwarty etap biosyntezy charakteryzuje się wiązaniem aminoacylo-t-RNA z kompleksem i-RNA - rybosomem. Aminoacylo-t-RNA, zbliżając się do rybosomu, oddziałuje z i-RNA. Każdy t-RNA ma miejsce składające się z trzech nukleotydów - antykodonu. W i-RNA odpowiada mu region z trzema nukleotydami, kodonem. Każdy kodon odpowiada t-RNA antykodonu i jednemu aminokwasowi. Podczas biosyntezy aminokwasy są przyłączane do rybosomów w postaci aminoacylo-tRNA, które następnie powstają w łańcuchu polipeptydowym w kolejności określonej przez umieszczenie kodonów w i-RNA.
Kolejnym krokiem w biosyntezie białek jest inicjacja.łańcuch polipeptydowy. Po tym, jak dwa sąsiednie aminoacylo-t-RNA i ich antykodony dołączyły do kodonów i-RNA, powstają warunki do syntezy łańcucha polipeptydowego. Powstaje wiązanie peptydowe. Procesy te są katalizowane przez syntetazy peptydowe, aktywowane przez kationy Mg i czynniki wyzwalające białka F1, F2, F3. Źródłem energii chemicznej jest trifosforan guanozyny.
Zakończenie łańcucha polipeptydowego.Rybosom, na powierzchni którego zsyntetyzowano łańcuch polipeptydowy, dociera do końca łańcucha i-RNA, a następnie „z niego skacze”. Nowy rybosom łączy w swoim miejscu przeciwny koniec i-RNA, który syntetyzuje inną cząsteczkę polipeptydu. Łańcuch polipeptydowy jest odłączany od rybosomu i wydzielany do hialoplazmy. Ta reakcja jest przeprowadzana przy użyciu specyficznego czynnika uwalniającego (czynnik R), który jest połączony z rybosomem i ułatwia hydrolizę wiązania eterowego między polipeptydem i t-RNA.
W hialoplazmie powstają łańcuchy polipeptydoweproste i złożone białka. Tworzą się drugorzędowe, trzeciorzędowe i, w wielu przypadkach, czwartorzędowe struktury cząsteczki białka. W ten sposób dochodzi do biosyntezy białka w komórce.
