Indhold
En af de vigtigste funktioner i levende celler er at producere de proteiner, der er nødvendige for at overleve en organisme. Proteiner giver en organisme form og struktur og regulerer som enzymer biologisk aktivitet. For at fremstille proteiner skal en celle læse og fortolke den genetiske information, der er gemt i dens deoxyribonukleinsyre eller DNA. Webstederne for cellulær proteinsyntese er ribosomer, der kan være frie eller bundne. Betydningen af det frie ribosom er, at proteinsyntese begynder der.
DNA og RNA
DNA er en lang molekylær kæde sammensat af vekslende sukker- og fosfatgrupper. En af fire mulige nitrogenholdige nukleotidbaser - A, C, T og G - hænger af hvert sukker. Sekvensen af baserne langs DNA-strengen bestemmer sekvensen af aminosyrer, der danner proteiner. Ribonukleinsyre eller RNA transmitterer en komplementær kopi af en del af et DNA-molekyle - et gen - til ribosomer, som er små granuler sammensat af RNA og protein. RNA ligner DNA bortset fra at dets sukkergrupper indeholder et ekstra iltatom og det erstatter U-nukleotidbasen med DNA's T-base. Ribosomerne skaber proteiner i henhold til den information, der er gemt i messenger-RNA, eller mRNA.
Supplerende kodning
Reglerne for transkription af DNA til RNA specificerer en korrespondance mellem baserne på genet og baserne på mRNA. For eksempel specificerer en A-base i et gen en U-base i mRNA-strengen. Tilsvarende specificerer et gens T-, C- og G-baser henholdsvis A-, G- og C-baser i mRNA. Den genetiske information indeholdt i mRNA har form af tripletter af nukleotidbaser kaldet kodoner. For eksempel skaber DNA-tripletten TAA RNA-tripletten UTT. DNA- og RNA-strengene indeholder derfor komplementære, men alligevel unikke, information kodet i sekvensen af nukleotidbaser. Næsten hver triplet koder for en specifik aminosyre, selvom nogle få tripletter specificerer slutningen af et gen. Flere forskellige trillinger kan kode for den samme aminosyre.
ribosomer
Cellen fremstiller ribosomer direkte fra ribosomalt RNA eller rRNA kodet af specifikke DNA-gener. RRNA kombineres med proteiner til dannelse af store og små underenheder. De to underenheder slutter sig kun til sammen under proteinsyntese. I en prokaryot celle - det vil sige en celle uden en organiseret kerne - flyder ribosomsubenhederne frit inde i cellevæsken eller cytosol. I eukaryoter bygger enzymer i en celles kerne ribosomunderenheder. Kernen eksporterer derefter underenhederne til cytosol. Nogle af ribosomerne kan midlertidigt binde til en celleorganel kaldet det endoplasmatiske retikulum, eller ER, når man bygger proteiner, mens andre ribosomer forbliver frie, når de syntetiserer proteiner.
Oversættelse
Et frit ribosoms mindre underenhed griber fat i en mRNA-streng for at begynde proteinsyntese. Den større underenhed tilslutter sig derefter og begynder at oversætte hvert mRNA-kodon. Dette indebærer eksponering og placering af hvert mRNA-kodon, så enzymer kan identificere og binde den aminosyre, der svarer til det aktuelle kodon. Et molekyle af overførsels-RNA eller tRNA med et komplementært antikodon låser sig i den større underenhed, dets betegnede aminosyre på slæb. Enzymer overfører derefter aminosyren til den voksende proteinkæde, udviser det brugte tRNA til genbrug og udsætter det næste mRNA-kodon. Når det er færdigt frigiver ribosomet det nye protein, og de to underenheder adskiller sig.