Човешките клетки са химически фабрики, способни да изпълняват задачи, които биха предизвикали най-добрите индустриални комплекси на земята. Още по-чудотворна е способността им да го правят в достатъчно малко пространство, за да се изисква голямо микроскопично увеличение, само за да се наблюдава. Тези миниатюрни производствени чудеса могат да се възпроизведат с малко енергия и да задвижат процеса на изграждане на човешкото тяло с прецизността на компютъра. Поредица от химични процеси поддържат контрол върху тези функции.
Процес на синтез на протеини
Процесът на производство на протеин изисква много стъпки. Всяка от тези стъпки изисква сигнали отвън и отвътре на клетката. Първата стъпка е химикалите извън клетката да изискат нужда от определен протеин. Специализирани структури, предназначени за трансдукция на химичното съобщение, приемат и пренасят тези сигнали в клетката. Оттам сигналните химикали пътуват до ядрото, където генът, съдържащ инструкциите за създаване на клетката, се чете и транскрибира в молекулен шаблон. И накрая, структури, наречени рибозоми, превръщат шаблона в действителен протеин. Всяка от тези стъпки включва поредица от контролни механизми за иницииране и поддържане на процеса.
Трансдукция
Когато човешкото тяло се нуждае от повече специфичен протеин, специализираните органи, наречени жлези, отделят химични сигнали, наречени хормони - които сами по себе си са протеини - в отговор на някакъв стимул. Веднъж освободени в кръвта, тези хормони влизат в контакт с клетките. Специализирани структури, наречени рецептори, се захващат за тези хормонални химикали и инициират прогресия на молекулярните трансформации, наречена сигнална трансдукция. Химичното съобщение преминава през външната клетъчна стена и във вътрешната мембрана, където рецепторът задейства a вълна от химическа активност, която от своя страна създава съобщения за изпращане до клетъчното ядро, за да произведе необходимото протеин.
Транскрипция
В клетъчното ядро съобщенията от рецепторите карат ензим, наречен РНК полимераза, да отпусне ДНК веригата и да я раздели по протежение на гена, където се намира кодът за необходимия протеин. От този момент ензимът отчита ДНК и създава допълнително химично огледало на необходимия участък в процес, наречен транскрипция. Продуктът на този процес е верига на пратеника РНК (mRNA), която съдържа инструкциите за производство на необходимия протеин.
Превод
Тъй като тРНК напуска ядрото, клетъчна структура, наречена рибозома, го прихваща. Рибозомата се прикрепя към участък от иРНК, наречен стартов кодон, който е специфичен триплет от химикали, които контролират къде започва процесът на производство на протеин. Комплекси, съставени от аминокиселини, свързани с транскрипционна РНК (tRNA), се свързват с техните комплементи в иРНК. Рибозомата пътува по иРНК веригата, като събира аминокиселините от тРНК комплементите, образувайки ги в проста протеинова верига. Когато рибозомата достигне стоп кодона, фактор на освобождаване я инструктира да освободи завършения протеин.