Proteine

Proteinele sunt substante organice macromoleculare formate din lanturi simple sau complexe de aminoacizi; ele sunt prezente în celulele tuturor organismelor vii în proportie de peste 50% din greutatea uscata. Toate proteinele sunt polimeri ai aminoacizilor, în care secventa acestora este codificata de catre o gena. Fiecare proteina are secventa ei unica de aminoacizi, determinata de secventa nucleotidica a genei.

1. Etimologie

Prima mentionare a cuvântului proteina este facuta de catre descoperitorul acesteia Jöns Jakob Berzelius, în scrisoarea sa catre Gerhardus Johannes Mulder din 10 iulie 1838, scrisoare în care mentioneaza:

"The name protein that I propose for the organic oxide of fibrin and albumin, I wanted to derive from [the Greek word] ÀÁÉĵ¹¿Â, because it appears to be the primitive or principal substance of animal nutrition".

(Numele de proteina îl propun pentru denumirea compusului organic rezultat prin oxidarea fibrinei sau albuminei, el deriva din grecescul ÀÁÉĵ¹¿Â, deoarece se pare ca apare ca fiind principala substanta din nutritia animalelor).

2. Sinteza proteinelor

Biosinteza

La nivelul ribozomilor se realizeaza translatia informatiei genetice de la ARNm în lantul polipeptidic.În nucleu ARN m copiaza informatia genetica de la ADN nuclear iar apoi migreaza în citoplasma.Fiecare molecula de ARNt poseda la mijlocul lantului sau un anticodon a caror 3 baze consecutive se pot asocia prin legaturi de hidrogen cu 3 baze complementare de un codon ARNm.Pe baza acestui anticodon aminoacizii vor fi pozitionati conform mesajului genetic din ARNm. Aceasta pozitionare a aminoacil-ARNt se realizeaza la suprafata ribozomului la nivelul a 2 locusuri stereospecifice:locul"P"(peptidil) si locul "A" (aminoacil), situate la suprafata subunitatilor.

Biosinteza proteinelor este un proces prin care fiecare celula îsi sintetizeaza proteinele proprii, prin intermediul unui proces care include multe etape, sinteza începînd cu procesul de transcriptie si terminînd cu procesul de translatie.Procesul desi similar, este diferit în functie de de celula: eucariota sau procariota.

Transcriptia

Procesul de transcriptie necesita prezenta unei singure molecule de ADN dublucatenar, numit ADN „sablon”, molecula care intra în procesul de „initiere”.Aici actioneaza enzima ARNpolimeraza, enzima care se leaga de o anumita regiune din molecula de ADN , regiune (denumita promoter) din care va începe transcriptia.Pe masura ce ARN polimeraza se leaga de promoter, lanturile de ADN vor începe sa se desfaca.Urmatorul proces în care intra ADN este procesul de elongatie (alungire a catenei).Pe masura ce ARN polimeraza se misca de-a lungul catenei de ADN, are loc sinteza ribonucleotidelor complementare (ARNm ARN mesager).Acest ARN dupa cum îi arata si numele se poate deplasa si în alte parti ale celulei cum ar fi reticulul endoplasmatic sau citoplasma.

Gruparea 5' se gaseste în capatul 5'final al moleculei de ARNm, si este format din guanosina grefata printr-o legatura de tip 5'- 5' de molecula de ARN prin intermediul unei legaturi trifosfat.

.Are loc aditia unei grupari 5', grupare dinucleotidica care are rolul de a asigura stabilitatea ARN si de a-l transforma în ARN matur.O secventa de aminoacizi este grefata în pozitia 3' terminala pentru protectie dar si pentru a sluji drept sablon pentru procesele urmatoare.Mai departe are loc formarea ARN, care este apoi utilizat in ribozomi pentru sinteza proteinelor.La procariote legarea ARN de ribosomi are loc dupa ce acesta este îndepartat de nucleoid; în contrast la procariote acest proces are loc chiar în membrana nucleara si apoi translocat în citoplasma.Rata sintezei proteica poate ajunge la circa 20 aminoacizi la procariote, mult mai putin la eucariote.

Translatia

În timpul translatiei ARNm transcris din ADN este decodat de ribozomi pentru sinteza proteinelor.Acest proces este divizat în 3 etape:

- Initierea

- Elongarea

- Faza terminala.

Ribozomul are situsu-ri de legare care permit altei molecule de ARNt (ARN de transfer), sa se lege de o molecula de ARn m, proces însotit de prezenta unui anticodon.Pe masura ce ribozomul migreaza de-a lungul moleculei de ARNm (un codon o data) o alta molecula de ARNt este atasata ARNm.Are loc eliberarea ARNt primar, iar aminoacidul care este atasat de acesta este legat de ARNt secundar, care îl leaga de o alta molecula de aminoacid.Translatia continua pe masura ce lantul de aminoacid este format.La un moment dat apare un codon de stop, o secventa formata din 3 nucleotide (UAG, UAA), care semnaleaza sfîrsitul lantului proteic.