سنتز پروتئین

سنتز پروتئین

سنتز پروتئین یکی از اساسی ترین فرآیندهای بیولوژیکی است که در آن سلول های بنیادی ، پروتئین مخصوص خود را تولید می کنند. در طول این فرآیند ، DNA ( اسید نوکلئیک موجود در ژن که به آن DNA هم می‌گویند و حاوی رمز ژنتیکی است ) و RNA ( نوعی اسید نوکلئیک که بخش اساسی یاخته را تشکیل می‌دهد ) درگیر هستند.

این فرآیند در هسته سلول آغاز می شود جایی که آنزیم های خاص ، بخش مورد نیاز DNA را باز گردانده و باعث می شوند که DNA در این ناحیه در دسترس باشد و یک نسخه RNA ایجاد شود. این مولکول RNA سپس از هسته به سلول سیتوپلاسم ، جایی که سنتز پروتئین اتفاق می افتد ، منتقل می شود.

سنتز پروتئین چیست ؟

عملکرد تمامی سلول ها از طریق پروتئین هایشان صورت می گیرد. عملکرد پروتئین از طریق مولکول های آن ، محل قرارگیری آن مابین سلول ها و دخالت آن در فرآیند بیولوژیکی مشخص می شود. تمامی اجزای عملکرد پروتئین توسط ترکیبی دقیق ، ساختار و شکل گیری پروتئین ها تعیین می شود ، که در درون ناحیه DNA ( به نام محل ژن ) پنهان شده و آن پروتئین را رمزگذاری می کند. از طریق فرآیند سنتز پروتئین ،  سلول های بیولوژیکی پروتئین های جدیدی تولید کرده و از سوی دیگر با از دست دادن پروتئین های سلولی متعادل می شوند.

اولین مرحله سنتز پروتئین رونویسی نام دارد. در طول فرآیند رونویسی ، اطلاعات DNA داخل یک مولکول RNA کپی شده و مانند یک رشته از DNA دوگانه منحنی ، به عنوان یک الگو استفاده می شوند. مولکول RNA به سیتوپلاسم فرستاده می شود که به جمع آوری تمامی اجزای مورد نیاز برای سنتز پروتئین ، انتقال RNA و ریبوزوم ها کمک می کند. در سیتوپلاسم ، پلیمرهای پروتئینی در واقع از طریق واکنش های شیمیایی با هم ترکیب می شوند. به همین دلیل این فرآیند ” سنتز پروتئین ” و یا به صورت دقیق تر ” زیست هم گذاشت ” ( تشکیل ترکیبات شیمیایی از طریق عمل آنزیم‌های سازواره‌های زنده ) شناخته شده است.

کپی RNA از پروتئین ژنتیکی که در مولکول DNA رمزگذاری می شود ، در هسته تولید شده و پیام رسان RNA و یا ( mRNA ) نامیده می شود. هر mRNA اطلاعات را برای هر پروتئین رمزگذاری می کند و نسبت به مولکول های DNA بسیار کوچک تر است. این باعث می شود مولکول های mRNA بتوانند از طریق دهانه های کوچک که منافذ هسته ای نامیده می شوند ، خارج شوند.

هنگامی که آن از هسته خارج شده و وارد سیتوپلاسم می شود ، mRNA می تواند با ساختار سلولی شناخته شده به عنوان ریبوزوم ، که به عنوان یک گردهم آور در طول فرآیند سنتز پروتئین عمل می کند ، تعامل داشته باشد. ریبوزوم شامل پروتئین ها و مولکول های RNA ریبوزوم (rRNA) است که در دو واحد سازمان یافته اند. ابتدا mRNA فقط به یکی از زیرمجموعه های ریبوزوم متصل می شود.هنگامی که mRNA با زیر واحد ریبوزوم بزرگ ارتباط برقرار می کند ، منجر به نزدیکی مولکول RNA دیگر که RNA انتقالی نامیده می شود ( tRNA ) ، می گردد.

مولکول tRNA حاوی یک دنباله خاص از 3-پایگاه است. زمانی که آن را پیدا می کند ، به mRNA متصل می شود و از سوی دیگر  tRNA با آمینو اسید دیگری بارگذاری می شود. در این مرحله ، زیر واحد ریبوزوم دیگر وارد شده و ساختار کامل تشکیل می گردد. اولین tRNA به ” کدون شروع ” ( یک توالی از سه نوکلئوتید است که با هم یک واحد کد ژنتیکی را در یک مولکول DNA یا RNA تشکیل می دهند ) متصل شده که برای تمامی پروتئین ها یکسان است. زمانی که ساختار کامل ریبوزوم شکل گرفت ، مولکول tRNA دیگر نزدیک می شود.

tRNA بعدی با اولی فرق دارد و آمینو اسید دیگری را حمل می کند. دوباره tRNA باید ضد کدونی داشته باشد که مکمل کدون دوم mRNA باشد. دو آمینو اسیدی که توسط دو tRNA حمل می شوند ، به کمک ریبوزوم و با استفاده از انرژی سلولی به صورت آدنوزین فسفات ( ATP ) به هم متصل می شوند.

گام های فوق تا جایی تکرار می شوند که توالی کدون های جدا شده بر روی mRNA وجود داشته باشد ، بنابراین زنجیره آمینو اسیدها طولانی تر می شود. هنگامی که توالی اسیدهای آمینه با موفقیت در یک پروتئین شکل گرفت ، دو زیر واحد ریبوزوم برای استفاده مجدد از هم جدا می شوند. دنباله واقعی اسیدهای آمینه ساختار اولیه پروتئین را تشکیل می دهد.

بسته به ترکیب دقیق و نظم اسیدهای آمینه در توالی پروتئین ، زنجیره به یک شکل سه بعدی تبدیل می شود و زمانی این اتفاق می افتد که پروتئین کامل باشد. روند سنتز پروتئین در ریبوزوم های متعدد به طور همزمان و در تمام سلول های سیتوپلاسمی صورت می گیرد. یک سلول زنده می تواند صدها پروتئین مختلف را در هر ثانیه تولید کند.

جهت مشاهده مقالات مرتبط با این مقاله ، به صفحه مکمل بدنسازی و جهت مشاهده سایر مقالات به صفحه کیمیا بلاگ مراجعه نمایید.