Conţinut
Una dintre cele mai importante funcții ale celulelor vii este producerea proteinelor necesare supraviețuirii organismului. Proteinele dau formă și structură unui organism și, ca enzime, reglează activitatea biologică. Pentru a produce proteine, o celulă trebuie să citească și să interpreteze informațiile genetice stocate în acidul dezoxiribonucleic sau ADN-ul său. Situsurile de sinteză a proteinei celulare sunt ribozomii, care pot fi liberi sau legați. Importanța ribozomului liber este că sinteza proteinelor începe aici.
ADN și ARN
ADN-ul este un lanț molecular lung compus din grupuri alternative de zahăr și fosfat. Una dintre cele patru baze nucleotide care conțin azot - A, C, T și G - se blochează de fiecare zahăr. Secvența bazelor de-a lungul catenei ADN determină secvența de aminoacizi care formează proteine. Acidul ribonucleic, sau ARN, transmite o copie complementară a unei porțiuni a unei molecule de ADN - o genă - ribozomilor, care sunt granule minuscule compuse din ARN și proteine. ARN seamănă cu ADN-ul, cu excepția faptului că grupurile sale de zahăr conțin un atom de oxigen suplimentar și înlocuiește baza nucleotidelor U pentru baza T a ADN-ului. Ribozomii creează proteine în conformitate cu informațiile stocate în ARN-ul mesager sau ARNm.
Codificare complementară
Regulile pentru transcrierea ADN-ului la ARN specifică o corespondență între baze pe genă și baze pe mARN. De exemplu, o bază A într-o genă specifică o bază U în catena ARNm. În mod similar, bazele T, C și G ale unei gene specifică bazele A, G și, respectiv, în ARNm. Informațiile genetice conținute în ARNm iau forma tripletelor bazelor nucleotidice numite codoni. De exemplu, TAA triplet ADN creează UTT triplet ARN. Prin urmare, catene de ADN și ARN conțin informații complementare, dar unice, codificate în secvența bazelor de nucleotide. Aproape fiecare triplet codează un aminoacid specific, deși câteva triplete specifică sfârșitul unei gene. Mai multe triplete diferite pot codifica același aminoacid.
ribozomii
Celula produce ribozomi direct din ARN ribozomal, sau ARNm, codat de gene ADN specifice. ARNr-ul se combină cu proteinele pentru a forma subunități mari și mici. Cele două subunități se alătură doar în timpul sintezei proteice. Într-o celulă procariotă - adică o celulă fără nucleu organizat - subunitățile ribozomului plutesc liber în interiorul lichidului celular sau al citosolului. În eucariote, enzimele din nucleul unei celule construiesc subunități ribozomice. Nucleul exportă apoi subunitățile în citosol. Unele dintre ribozomi se pot lega temporar de o organulă celulară numită reticulul endoplasmic, sau ER, atunci când construiește proteine, în timp ce alți ribozomi rămân liberi, deoarece sintetizează proteinele.
Traducere
O subunitate mai mică a ribozomului apucă o catena de ARNm pentru a începe sinteza proteinelor. Subunitatea mai mare se agită apoi și începe traducerea fiecărui codon ARNm. Aceasta implică expunerea și poziționarea fiecărui codon ARNm, astfel încât enzimele să poată identifica și atașa aminoacidul corespunzător codonului curent. O moleculă de ARN de transfer, sau ARNt, cu un anti-codon complementar se blochează în subunitatea mai mare, aminoacidul său desemnat în remorcare. Enzimele apoi transferă aminoacidul în lanțul proteic în creștere, expulzează ARNt-ul cheltuit pentru refolosire și expune următorul codon ARNm. Când s-a terminat, ribozomul eliberează noua proteină și cele două subunități se disociază.