Sel manusia adalah pabrik kimia yang mampu melakukan tugas yang akan menantang kompleks industri terbaik di bumi. Yang lebih ajaib lagi adalah kemampuan mereka untuk melakukannya di ruang yang cukup kecil sehingga memerlukan perbesaran mikroskopis yang luas hanya untuk mengamati. Keajaiban manufaktur miniatur ini dapat mereproduksi diri mereka sendiri dengan sedikit energi dan mendorong proses pembangunan tubuh manusia dengan presisi komputer. Serangkaian proses kimia mempertahankan kontrol atas fungsi-fungsi ini.
Proses Sintesis Protein
Proses produksi protein membutuhkan beberapa langkah. Masing-masing langkah ini membutuhkan sinyal dari luar dan dari dalam sel. Langkah pertama adalah bahan kimia di luar sel membutuhkan protein tertentu. Struktur khusus yang dirancang untuk transduksi pesan kimia menerima dan membawa sinyal ini ke dalam sel. Dari sana, bahan kimia pensinyalan melakukan perjalanan ke nukleus, di mana gen yang berisi instruksi untuk membuat sel dibaca dan ditranskripsi menjadi templat molekuler. Akhirnya, struktur yang disebut ribosom menerjemahkan template menjadi protein yang sebenarnya. Masing-masing langkah ini melibatkan serangkaian mekanisme kontrol untuk memulai dan memelihara proses.
Transduksi
Ketika tubuh manusia membutuhkan lebih banyak protein spesifik, organ khusus yang disebut kelenjar mengeluarkan sinyal kimia yang disebut hormon -- yang merupakan protein -- sebagai respons terhadap beberapa stimulus. Setelah dilepaskan ke dalam aliran darah, hormon-hormon ini bersentuhan dengan sel. Struktur khusus yang disebut reseptor menempel pada bahan kimia hormonal ini dan memulai perkembangan transformasi molekuler, yang disebut transduksi sinyal. Pesan kimia melewati dinding sel luar dan masuk ke membran dalam, di mana reseptor memicu a kesibukan aktivitas kimia, yang pada gilirannya menciptakan pesan untuk dikirim ke inti sel untuk menghasilkan yang dibutuhkan protein.
Transkripsi
Di dalam inti sel, pesan dari reseptor menyebabkan enzim yang disebut RNA polimerase mengendurkan untai DNA dan membaginya di sepanjang gen di mana kode untuk protein yang dibutuhkan berada. Dari titik itu, enzim membaca DNA dan membuat cermin kimia pelengkap dari bagian yang dibutuhkan dalam proses yang disebut transkripsi. Produk dari proses ini adalah untaian messenger RNA (mRNA), yang berisi instruksi untuk membuat protein yang dibutuhkan.
Terjemahan
Saat mRNA meninggalkan nukleus, struktur seluler yang disebut ribosom memotongnya. Ribosom menempel pada bagian mRNA yang disebut kodon awal, yang merupakan triplet spesifik bahan kimia yang mengontrol di mana proses produksi protein dimulai. Kompleks yang terdiri dari asam amino yang terkait dengan RNA transkripsi (tRNA) berikatan dengan komplemennya di mRNA. Ribosom berjalan di sepanjang untai mRNA, mengumpulkan asam amino dari komplemen tRNA, membentuknya menjadi rantai protein sederhana. Ketika ribosom mencapai kodon stop, faktor pelepas memerintahkannya untuk melepaskan protein lengkap.