Le cellule umane sono fabbriche chimiche in grado di svolgere compiti che metterebbero alla prova i migliori complessi industriali della terra. Ancora più miracolosa è la loro capacità di farlo in uno spazio abbastanza piccolo da richiedere un ampio ingrandimento microscopico solo per osservare. Queste meraviglie di fabbricazione in miniatura possono riprodursi con poca energia e guidare il processo di costruzione del corpo umano con la precisione di un computer. Una serie di processi chimici mantengono il controllo su queste funzioni.
Processo di sintesi proteica
Il processo di produzione delle proteine richiede più passaggi. Ciascuno di questi passaggi richiede segnali dall'esterno e dall'interno della cellula. Il primo passo è che le sostanze chimiche esterne alla cellula richiedano la necessità di una particolare proteina. Strutture specializzate progettate per la trasduzione del messaggio chimico ricevono e trasportano questi segnali nella cellula. Da lì, le sostanze chimiche di segnalazione viaggiano verso il nucleo, dove il gene contenente le istruzioni per creare la cellula viene letto e trascritto in uno stampo molecolare. Infine, le strutture chiamate ribosomi traducono il modello in una vera proteina. Ciascuno di questi passaggi comporta una serie di meccanismi di controllo per avviare e mantenere il processo.
trasduzione
Quando il corpo umano ha bisogno di una proteina più specifica, organi specializzati chiamati ghiandole secernono segnali chimici chiamati ormoni, che di per sé sono proteine, in risposta a uno stimolo. Una volta rilasciati nel flusso sanguigno, questi ormoni entrano in contatto con le cellule. Strutture specializzate chiamate recettori si agganciano a queste sostanze chimiche ormonali e avviano una progressione di trasformazioni molecolari, chiamata trasduzione del segnale. Il messaggio chimico passa attraverso la parete cellulare esterna e nella membrana interna, dove il recettore attiva a raffica di attività chimica, che a sua volta crea messaggi da inviare al nucleo cellulare per produrre il necessario proteina.
Trascrizione
All'interno del nucleo cellulare, i messaggi dai recettori fanno sì che un enzima chiamato RNA polimerasi rilassi il filamento di DNA e lo divida lungo il gene dove si trova il codice per la proteina necessaria. Da quel punto, l'enzima legge il DNA e crea uno specchio chimico complementare della sezione necessaria in un processo chiamato trascrizione. Il prodotto di questo processo è un filamento di RNA messaggero (mRNA), che contiene le istruzioni per fabbricare la proteina necessaria.
Traduzione
Quando l'mRNA lascia il nucleo, una struttura cellulare chiamata ribosoma lo intercetta. Il ribosoma si attacca a una sezione dell'mRNA chiamata codone di inizio, che è una specifica tripletta di sostanze chimiche che controlla dove inizia il processo di produzione delle proteine. I complessi composti da amminoacidi legati all'RNA di trascrizione (tRNA) si legano ai loro complementi nell'mRNA. Il ribosoma viaggia lungo il filamento di mRNA, raccogliendo gli amminoacidi dai complementi di tRNA, formandoli in una semplice catena proteica. Quando il ribosoma raggiunge il codone di stop, un fattore di rilascio gli ordina di rilasciare la proteina completata.