Biosinteza proteinelor are loc în toate organeletesuturi si celule. Cea mai mare cantitate de proteine este sintetizată în ficat. Ribozomii realizează biosinteza proteinelor. Prin natura lor chimică, ribozomii sunt nucleoproteine formate din ARN (50-65%) și proteine (35-50%). Acidul ribonucleic sunt constituenți ai reticulului endoplasmatic granular, unde au loc biosinteza și mișcarea moleculelor de proteine sintetizate.
Ribozomii dintr-o celulă sunt sub formă de grupuri de la 3 la 100 de unități - un polizom (poliribozom). Ribozomii sunt de obicei interconectați printr-un fel de fir vizibil la microscop electronic - i-ARN.
Fiecare ribozom este capabil să sintetizeze în mod independent un lanț polipeptidic, un grup - mai multe astfel de lanțuri și molecule de proteine.
Etapele biosintezei proteinelor
Activarea aminoacizilor.Aminoacizii intră în hialoplasmă din lichidul intercelular ca urmare a difuziei, osmozei sau transferului activ. Fiecare tip de amino și iminoacizi interacționează cu o enzimă individuală - aminoacil sintetaza. Reacția este activată de cationi de magneziu, mangan, cobalt. Se produce un aminoacid activat.
Biosinteza proteinelor (etapa a doua) – interacțiune șiconexiunea unui aminoacid activat cu t-ARN. Aminoacizii activați (aminoaciladenilatul) sunt transferați de către enzime către t-ARN-ul citoplasmei. Procesul este catalizat de aminoacil-ARN sintetaze. Restul de aminoacid este legat printr-o grupare carboxil de gruparea hidroxil a celui de-al doilea atom de carbon al ribozei nucleotidei t-ARN.
Biosinteza proteinelor (etapa a treia) - transportcomplex al aminoacidului activat cu t-ARN din ribozomul celulei. Aminoacidul este asociat cu t-ARN, este transferat din hialoplasmă în ribozom. Procesul este catalizat de enzime specifice, dintre care în organism există cel puțin 20. Unii aminoacizi sunt transportați de mai mulți t-ARN (de exemplu, valină și leucină - de trei t-ARN). Acest proces folosește energia GTP și ATP. A patra etapă a biosintezei este caracterizată prin legarea aminoacil-t-ARN la complexul m-ARN-ribozom. Aminoacil-t-ARN, apropiindu-se de ribozom, interacționează cu m-ARN. Fiecare t-ARN are o regiune de trei nucleotide - un anticodon. În i-ARN, acesta corespunde unei regiuni cu trei nucleotide - un codon. Fiecare codon are un anticodon t-ARN corespunzător și un aminoacid. În cursul biosintezei, aminoacizii sunt atașați la ribozomi sub formă de aminoacil-ARNt, care sunt ulterior formați într-un lanț polipeptidic în ordinea determinată de plasarea codonilor în i-ARN.
Următoarea etapă a biosintezei proteinelor este inițierealanț polipeptidic. După ce doi aminoacil-t-ARN adiacente și-au atașat anticodonii la codonii m-ARN, sunt create condiții pentru sinteza lanțului polipeptidic. Se formează o legătură peptidică. Aceste procese sunt catalizate de sintetazele peptidice, activate de cationii Mg si de factorii de initiere de natura proteica F1, F2, F3. Sursa de energie chimică este acidul guanozin trifosfat.
Terminarea lanțului polipeptidic.Ribozomul, pe suprafața căruia a fost sintetizat lanțul polipeptidic, ajunge la capătul lanțului m-ARN și apoi „sare” din acesta. Un nou ribozom este atașat la capătul opus al i-ARN-ului în locul său, care realizează sinteza următoarei molecule de polipeptidă. Lanțul polipeptidic este desprins din ribozom și secretat în hialoplasmă. Această reacție este efectuată de un factor de eliberare specific (factorul R), care este atașat de ribozom și facilitează hidroliza legăturii esterice dintre polipeptidă și t-ARN.
În hialoplasmă se formează lanțuri polipeptidiceproteine simple și complexe. Se formează structuri secundare, terțiare și, în multe cazuri, cuaternare ale moleculei proteice. Astfel, biosinteza proteinelor are loc în celulă.
