Az emberi sejtek olyan vegyi gyárak, amelyek képesek olyan feladatok elvégzésére, amelyek kihívást jelentenek a föld legfinomabb ipari komplexumai számára. Még csodálatosabb, hogy képesek olyan kicsi térben megtenni, hogy a megfigyeléshez kiterjedt mikroszkopikus nagyítást igényeljenek. Ezek a miniatűr gyártási csodák kevés energiával képesek reprodukálni magukat, és számítógépes pontossággal vezethetik az emberi test felépítésének folyamatát. Kémiai folyamatok sorozata tartja fenn az irányítást ezen funkciók felett.
Fehérje szintézis folyamata
A fehérjetermelés folyamata több lépést igényel. Ezen lépések mindegyikéhez szükséges jelek a cellán kívülről és belülről. Az első lépés az, hogy a sejten kívüli vegyi anyagok szükségessé váljanak egy adott fehérjére. A kémiai üzenet továbbítására tervezett speciális struktúrák fogadják és továbbítják ezeket a jeleket a sejtbe. Innen a jelző vegyi anyagok a sejtmagba jutnak, ahol a sejt előállítására vonatkozó utasításokat tartalmazó gént felolvassák és átírják molekuláris sablonba. Végül a riboszómáknak nevezett struktúrák a templátot tényleges fehérjévé alakítják. E lépések mindegyike egy sor vezérlési mechanizmust tartalmaz a folyamat elindítására és fenntartására.
Transzdukció
Amikor az emberi testnek nagyobb szüksége van egy specifikus fehérjére, a mirigyeknek nevezett speciális szervek valamilyen ingerre válaszul hormonokat neveznek kémiai jeleket - amelyek önmagukban is fehérjék - választanak ki. A véráramba kerülve ezek a hormonok érintkeznek a sejtekkel. A receptoroknak nevezett speciális struktúrák megkötik ezeket a hormonális vegyszereket, és elindítják a molekuláris transzformációk progresszióját, az úgynevezett szignáltranszdukciót. A kémiai üzenet áthalad a külső sejtfalon és a belső membránon, ahol a receptor kiváltja a kémiai aktivitás, amely viszont üzeneteket hoz létre a sejtmag számára a szükséges termeléshez fehérje.
Átírás
A sejtmagban a receptoroktól kapott üzenetek hatására az RNS-polimeráz nevű enzim ellazítja a DNS-szálat, és felosztja a gén mentén, ahol a szükséges fehérje kódja található. Ettől a ponttól kezdve az enzim leolvassa a DNS-t, és a szükséges szakasz komplementer kémiai tükrét hozza létre a transzkripciónak nevezett folyamatban. Ennek a folyamatnak a terméke egy messenger RNS (mRNS) szál, amely tartalmazza az utasításokat a szükséges fehérje előállításához.
Fordítás
Amint az mRNS elhagyja a magot, egy riboszómának nevezett sejtszerkezet elfogja azt. A riboszóma az mRNS start-kodon nevű szakaszához kapcsolódik, amely a vegyi anyagok specifikus hármasa, amelyek szabályozzák, hol kezdődik a fehérjetermelési folyamat. A transzkripciós RNS-hez (tRNS) kapcsolt aminosavakból álló komplexek kötődnek az mRNS-ben lévő komplementjeikhez. A riboszóma az mRNS-szál mentén halad, összegyűjtve az aminosavakat a tRNS-komplementerekből, és egyszerű fehérje-lánccá alakítja őket. Amikor a riboszóma eléri a stop kodont, egy felszabadulási faktor arra utasítja, hogy engedje el a teljes fehérjét.