מה שולט בייצור חלבונים בגופך?

תאים אנושיים הם מפעלים כימיים המסוגלים לבצע משימות שיאתגרו את מתחמי התעשייה הטובים ביותר על פני כדור הארץ. מופלא עוד יותר היכולת שלהם לעשות זאת במרחב קטן מספיק כדי לדרוש הגדלה מיקרוסקופית נרחבת רק כדי להתבונן. פלאי ייצור מיניאטוריים אלה יכולים להתרבות עם מעט אנרגיה ולהניע את תהליך בניית גוף האדם בדיוק של מחשב. סדרה של תהליכים כימיים שומרת על שליטה על פונקציות אלה.

תהליך ייצור החלבון דורש מספר שלבים. כל אחד מהשלבים הללו דורש אותות מבחוץ ומתוך התא. הצעד הראשון הוא שכימיקלים מחוץ לתא יקראו צורך בחלבון מסוים. מבנים מיוחדים המיועדים להעברת המסר הכימי מקבלים ונושאים אותות אלה לתא. משם, כימיקלי האיתות עוברים לגרעין, שם קוראים את הגן המכיל את ההוראות לייצור התא ומועתק לתבנית מולקולרית. לבסוף, מבנים הנקראים ריבוזומים מתרגמים את התבנית לחלבון ממשי. כל אחד מהשלבים הללו כולל סדרה של מנגנוני בקרה כדי ליזום ולתחזק את התהליך.

כאשר גוף האדם זקוק לחלבון ספציפי יותר, איברים מיוחדים הנקראים בלוטות מפרישים אותות כימיים הנקראים הורמונים - שהם כשלעצמם חלבונים - כתגובה לגירוי כלשהו. לאחר שחרורם לזרם הדם, הורמונים אלה באים במגע עם תאים. מבנים מיוחדים הנקראים קולטנים נצמדים לכימיקלים הורמונליים אלה ויוזמים התקדמות של טרנספורמציות מולקולריות, הנקראות התמרה אות. המסר הכימי עובר דרך דופן התא החיצוני אל תוך הממברנה הפנימית, שם הקולטן מפעיל a שטף של פעילות כימית, אשר בתורו יוצר מסרים לשליחה לגרעין התא כדי לייצר את הצורך חֶלְבּוֹן.

בתוך גרעין התא, המסרים מהקולטנים גורמים לאנזים הנקרא RNA פולימראז להרפות את גדיל ה- DNA ולפצל אותו לאורך הגן בו נמצא הקוד לחלבון הדרוש. מאותה נקודה, האנזים קורא את ה- DNA ויוצר מראה כימית משלימה של החלק הדרוש בתהליך הנקרא תעתיק. תוצר של תהליך זה הוא קווצה של RNA שליח (mRNA), המכיל את ההוראות לפברק את החלבון הדרוש.

כאשר ה- mRNA עוזב את הגרעין, מבנה תאי הנקרא ריבוזום מיירט אותו. הריבוזום מתחבר לחלק ב- mRNA שנקרא קודון ההתחלה, שהוא שלישת כימיקלים ספציפית השולטת היכן מתחיל תהליך ייצור החלבון. קומפלקסים המורכבים מחומצות אמינו המקושרות ל- RNA תעתיק (tRNA) נקשרים לתוספות שלהם ב- mRNA. הריבוזום עובר לאורך גדיל ה- mRNA, אוסף את חומצות האמינו מתוספי ה- tRNA ויוצר אותם לשרשרת חלבונים פשוטה. כאשר הריבוזום מגיע לקודון העצירה, גורם שחרור מורה לו לשחרר את החלבון המושלם.