Innhold
En av de viktigste funksjonene til levende celler er å produsere proteiner som er nødvendige for å overleve en organisme. Proteiner gir form og struktur til en organisme og regulerer biologisk aktivitet som enzymer. For å produsere proteiner, trenger en celle å lese og tolke den genetiske informasjonen som er lagret i dens deoxyribonucleic acid, eller DNA. Stedet for cellulær proteinsyntese er ribosomene, som kan være frie eller bundne. Viktigheten av det frie ribosomet er at proteinsyntese begynner der.
DNA og RNA
DNA er en lang molekylkjede sammensatt av vekslende sukker- og fosfatgrupper. En av fire mulige nitrogenholdige nukleotidbaser - A, C, T og G - henger av hvert sukker. Sekvensen til basene langs DNA-strengen bestemmer sekvensen av aminosyrer som danner proteiner. Ribonukleinsyre, eller RNA, overfører en komplementær kopi av en del av et DNA-molekyl - et gen - til ribosomer, som er bittesmå granuler sammensatt av RNA og protein. RNA ligner DNA bortsett fra at sukkergruppene inneholder et ekstra oksygenatom og det erstatter U-nukleotidbasen for DNAs T-base. Ribosomene skaper proteiner i henhold til informasjonen som er lagret i messenger RNA, eller mRNA.
Komplementær koding
Reglene for å transkribere DNA til RNA spesifiserer en korrespondanse mellom basene på genet og baser på mRNA. For eksempel spesifiserer en A-base i et gen en U-base i mRNA-strengen. Tilsvarende spesifiserer et gens T-, C- og G-baser henholdsvis A-, G- og C-baser i mRNA. Den genetiske informasjonen i mRNA har form av tripletter av nukleotidbaser kalt kodoner. For eksempel lager DNA-tripletten TAA RNA-tripletten UTT. DNA- og RNA-strengene inneholder derfor komplementær, men likevel unik informasjon som er kodet i sekvensen av nukleotidbaser. Nesten hver triplett koder for en spesifikk aminosyre, selv om noen få tripletter spesifiserer slutten av et gen. Flere forskjellige trillinger kan kode for den samme aminosyren.
ribosomer
Cellen produserer ribosomer direkte fra ribosomalt RNA, eller rRNA, kodet av spesifikke DNA-gener. RRNA kombineres med proteiner for å danne store og små underenheter. De to underenhetene blir bare med under proteinsyntese. I en prokaryot celle - det vil si en celle uten en organisert kjerne - flyter ribosomsubenhetene fritt i cellevæsken, eller cytosol. I eukaryoter bygger enzymer i en cellekjernen ribosome underenheter. Kjernen eksporterer deretter underenhetene til cytosol. Noen av ribosomene kan midlertidig binde seg til en celleorganell kalt endoplasmatisk retikulum, eller ER, når man bygger proteiner, mens andre ribosomer forblir frie når de syntetiserer proteiner.
Oversettelse
Et fritt ribosoms mindre underenhet griper tak i en mRNA-streng for å begynne proteinsyntese. Den større underenheten kobles deretter til og begynner å oversette hvert mRNA-kodon. Dette innebærer å eksponere og plassere hvert mRNA-kodon slik at enzymer kan identifisere og feste aminosyren som tilsvarer dagens kodon. Et molekyl med overførings-RNA, eller tRNA, med et komplementært antikodon, låser seg i den større underenheten, dets utpekte aminosyre på slep. Enzymer overfører deretter aminosyren til den voksende proteinkjeden, utvider det brukte tRNA for gjenbruk og utsetter det neste mRNA-kodonet. Når ferdig, frigjør ribosomet det nye proteinet, og de to underenhetene dissosierer.