Biosinteza proteinelor: funcție, sarcini, rol și boli

Proteine sunt proteine ​​complexe molecule dispuse într-o structură solidă. Formarea lor în celule se numește biosinteză a proteinelor. Proteine poate consta din mai multe 1,000 aminoacizi. Ele sunt elemente indispensabile ale tuturor organismelor vii.

Ce este biosinteza proteinelor?

Proteine sunt proteine ​​complexe molecule dispuse într-o structură solidă. Formarea lor în celule se numește biosinteză a proteinelor. Proteinele sunt sintetizate din aminoacizi într-un proces biochimic complex. Acest lucru are loc la ribozomi a unei celule. Deși o proteină are o structură complexă, ribozomul primește informațiile exacte în care ordine aminoacizi trebuie legate între ele. Informațiile despre structura proteinei sunt stocate în ADN. Un om genă este format din 23 cromozomi în duplicat, cu excepția cromozomului Y masculin. Fiecare cromozom are astfel două sau o catenă lungă de ADN. Este înfășurat într-o formă fixă ​​(dublu helix) cu ajutorul proteinelor într-un proces complex. Oamenii au aproximativ 25,000 de gene, astfel încât aproximativ 1,000 de gene sunt stocate pe un cromozom. De regulă, una genă este responsabil pentru sinteza unei proteine. Pentru ca o proteină să fie sintetizată, ADN-ul proteinei trebuie transportat din nucleul celulei către ribozomi. În acest scop, corpul face o copie a genă, ARN mesager sau ARNm. Această copie migrează în plasma celulară către ribozomi, unde este codificat. Ribozomii se atașează de firul cromozomial și produc noua proteină molecule. Acest proces se numește traducere. Acum lanțul proteic se desfășoară în forma sa finală și se detașează de ribozomi.

Funcția și sarcina

În timpul biosintezei proteinelor, codul genetic complet al unui lanț de aminoacizi este tradus și transformat într-o structură tridimensională. Acest proces este controlat de codul genetic al nucleului. Biosinteza proteinelor este vitală, deoarece proteinele influențează aproape toate procesele din corpul uman. Ei sunt, de asemenea, responsabili de aspectul nostru. Structura proteinelor este determinată genetic. Ribozomii nu funcționează ca mașinile și uneori urmează chiar căi de reacție aleatorii. Deși șansa joacă un rol în etapele de reacție individuale, ribozomii acționează totuși extrem de fiabil și aproape niciodată nu încorporează amino greșit acizi în lanț. Ca elemente elementare ale organismului, proteinele se găsesc în toate structurile țesuturilor, precum și fluide ale corpului. Aprovizionarea permanentă cu proteine ​​este necesară pentru menținerea substanței corpului, în care au loc permanent procese de degradare și remodelare, pentru vindecare, reproducere și creștere, precum și pentru producerea structurilor. Putere sportivii speră să folosească proteine ​​dietetice pentru a stimula sinteza proteinelor în mușchi și pentru a construi mai mult mușchi. Disponibilitatea amino acizi poate stimula sinteza proteinelor, dar opiniile diferă în ceea ce privește măsura în care se produce acest lucru. Cu toate acestea, s-a dovedit că chiar și corpul sănătos cu mușchi în scădere masa este mai puțin capabil să facă față situațiilor stresante. Pentru a construi un aport permanent de amino acizi din motive de îmbunătățire a performanței este totuși controversat, deoarece dacă concentrare de aminoacizi în sânge este foarte mare pe o perioadă lungă de timp, organismul pur și simplu oprește biosinteza proteinelor. Astfel, pentru a realiza o creștere a mușchilor masa, timpul este mai semnificativ decât cantitatea de proteine. Factori de creștere precum insulină afectează biosinteza proteinelor deoarece pot stimula absorbția aminoacizilor. Aceste îmbunătățiri ale performanței medicamente sunt interzise ca dopajului în sportul competitiv.

Boli și afecțiuni

Procesul complex de biosinteză a proteinelor este predispus la perturbări. Îmbătrânirea și boala sunt cei mai mari influențatori ai biosintezei proteinelor. Poziția corectă și avansarea ordonată a ARN-ului de transfer (translocație) sunt deosebit de importante pentru progresul lin al sintezei. Dacă acest lucru este afectat, sănătate este în pericol, deoarece microorganismele au acum un joc ușor. Multe boli sunt asociate cu interferența biosintezei proteinelor, de exemplu prin activitatea de enzime. Unul dintre obiectivele cercetării medicale se referă la cunoștințele structurale asupra funcției și siturilor de legare ale antibiotice. Cel mai recent antibiotice acționează direct asupra biosintezei proteinelor la ribozomi antibiotic interferează cu sinteza prin andocare direct pe ribozomi pentru a ucide nedorit patogenii pe loc. Aminoacizii stimulează formarea de mitocondriile, centralele electrice ale celulelor. Celulele care consumă multă energie, de exemplu mușchii scheletici și cardiaci, au un număr deosebit de mare de mitocondriile. Activitatea generează energie și stimulează procesele metabolice. În bolile degenerative ale mușchilor, mișcarea musculară este deosebit de importantă pentru a activa biosinteza proteinelor. Dacă producția de proteine ​​scade, obiectivul este adesea mobilizarea crescută a aminoacizilor. hormoni poate controla și funcția musculară. testosteron, de exemplu, este cunoscut pentru efectul său anabolic, deoarece stimulează producția de proteine ​​și promovează creșterea musculară. Tulburările de pliere a proteinelor împiedică plierea corectă a filamentului proteic și au consecințe grave. Se crede că cauza este o mutație genetică. Proteinele pliate greșit produc diferite boli, iar celulele răspund întotdeauna cu stres. Deoarece tranzacția este suprimată, sinteza substanțelor nocive este crescută. De asemenea, deja deficit de vitamina poate să conduce la tulburări ale biosintezei proteinelor. Printre vitamine, vitamină B6 are cea mai puternică influență asupra sintezei proteinelor. O deficiență cauzează leziuni ale nervilor, modificări ale pielii, tulburări de creștere și atrofie musculară. Tulburările dobândite ale biosintezei proteinelor sunt în principal ficat inflamaţie si ciroza hepatica. Inflamaţie duce la modificări ale secvenței de aminoacizi. Erori în transcriere sau traducere și severe boli infecțioase poate produce și plierea greșită. Astăzi, biochimiștii încearcă să calculeze dinamica biosintezei proteinelor pentru a vindeca bolile cauzate genetic. Aceste descoperiri, la rândul lor, au implicații pentru toate procesele celulare.