Viena iš svarbiausių gyvų ląstelių funkcijų yra baltymų, reikalingų organizmo išlikimui, gamyba. Baltymai suteikia organizmui formą ir struktūrą ir kaip fermentai reguliuoja biologinį aktyvumą. Norėdama gaminti baltymus, ląstelė turi perskaityti ir interpretuoti genetinę informaciją, saugomą jos dezoksiribonukleino rūgštyje arba DNR. Ląstelių baltymų sintezės vietos yra ribosomos, kurios gali būti laisvos arba surištos. Laisvosios ribosomos svarba yra ta, kad ten prasideda baltymų sintezė.
DNR ir RNR
DNR yra ilga molekulinė grandinė, susidedanti iš besikeičiančių cukraus ir fosfatų grupių. Viena iš keturių galimų azoto turinčių nukleotidų bazių - A, C, T ir G - pakimba nuo kiekvieno cukraus. Bazių seka išilgai DNR grandinės lemia aminorūgščių, formuojančių baltymus, seką. Ribonukleino rūgštis arba RNR perduoda papildomą DNR molekulės dalies - geno - kopiją į ribosomas, kurios yra mažos granulės, susidedančios iš RNR ir baltymų. RNR yra panaši į DNR, išskyrus tai, kad jos cukraus grupėse yra papildomas deguonies atomas ir ji pakeičia DNR T bazę U nukleotidų baze. Ribosomos sukuria baltymus pagal informaciją, saugomą pranešimų RNR arba mRNR.
Papildomas kodavimas
DNR transkribavimo į RNR taisyklės nurodo geno ir mRNR bazių atitikimą. Pavyzdžiui, geno A bazė nurodo U bazę iRNR grandinėje. Panašiai geno T, C ir G bazės nurodo atitinkamai A, G ir C bazes iRNR. Genetinė informacija, esanti MRNR, yra nukleotidų bazių, vadinamų kodonais, tripletų pavidalu. Pavyzdžiui, DNR tripletas TAA sukuria RNR tripletą UTT. Todėl DNR ir RNR grandinėse yra papildomos, tačiau unikalios informacijos, užkoduotos nukleotidų bazių sekoje. Beveik kiekvienas tripletas koduoja konkrečią aminorūgštį, nors keli trynukai nurodo geno galą. Keli skirtingi trynukai gali koduoti tą pačią aminorūgštį.
Ribosomos
Ląstelė gamina ribosomas tiesiogiai iš ribosomų RNR arba rRNR, kurias koduoja specifiniai DNR genai. RRNR susijungia su baltymais ir sudaro didelius bei mažus subvienetus. Du subvienetai susijungia tik baltymų sintezės metu. Prokariotinėje ląstelėje, ty ląstelėje be organizuoto branduolio, ribosomų subvienetai laisvai plaukioja ląstelės skystyje arba citozolyje. Eukariotuose ląstelės branduolio fermentai kuria ribosomų subvienetus. Tada branduolys eksportuoja subvienetus į citozolį. Kai kurios ribosomos gali laikinai prisijungti prie ląstelės organelio, vadinamo endoplazminiu tinklu arba ER, kuriant baltymus, o kitos ribosomos sintetindamos baltymus lieka laisvos.
Vertimas
Laisvos ribosomos mažesnis subvienetas griebia MRN grandinę, kad pradėtų baltymų sintezę. Didesnis subvienetas užsikabina ir pradeda versti kiekvieną mRNR kodoną. Tai reiškia kiekvieno mRNR kodono atskleidimą ir padėties nustatymą taip, kad fermentai galėtų identifikuoti ir prijungti aminorūgštį, atitinkančią dabartinį kodoną. Perkėlimo RNR arba tRNR molekulė su komplementariu anti-kodonu užsifiksuoja didesniame subvienete, jo paskirtoje aminorūgštyje. Tada fermentai perkelia aminorūgštį į augančią baltymų grandinę, pašalina panaudotą tRNR pakartotiniam naudojimui ir atidaro kitą mRNR kodoną. Baigusi, ribosoma išskiria naują baltymą, o du subvienetai disocijuoja.