Menselijke cellen zijn chemische fabrieken die in staat zijn taken uit te voeren die de beste industriële complexen op aarde zouden uitdagen. Nog wonderbaarlijker is hun vermogen om het te doen in een ruimte die klein genoeg is om uitgebreide microscopische vergroting nodig te hebben om alleen maar te kunnen observeren. Deze miniatuurvervaardigingswonderen kunnen zichzelf met weinig energie reproduceren en het proces van het bouwen van het menselijk lichaam aansturen met de precisie van een computer. Een reeks chemische processen houdt de controle over deze functies.
Proteïnesyntheseproces
Het proces van eiwitproductie vereist meerdere stappen. Elk van deze stappen vereist signalen van buiten en van binnen de cel. De eerste stap is dat chemicaliën buiten de cel de behoefte aan een bepaald eiwit oproepen. Gespecialiseerde structuren die zijn ontworpen voor transductie van de chemische boodschap, ontvangen en dragen deze signalen de cel in. Van daaruit reizen de signalerende chemicaliën naar de kern, waar het gen dat de instructies bevat om de cel te maken, wordt gelezen en getranscribeerd in een moleculaire sjabloon. Ten slotte vertalen structuren die ribosomen worden genoemd, de sjabloon in een echt eiwit. Elk van deze stappen omvat een reeks controlemechanismen om het proces te starten en te onderhouden.
transductie
Wanneer het menselijk lichaam meer van een specifiek eiwit nodig heeft, scheiden gespecialiseerde organen, klieren genaamd, chemische signalen af die hormonen worden genoemd - die op zichzelf eiwitten zijn - als reactie op een stimulus. Eenmaal vrijgegeven in de bloedbaan, komen deze hormonen in contact met cellen. Gespecialiseerde structuren die receptoren worden genoemd, hechten zich aan deze hormonale chemicaliën en initiëren een progressie van moleculaire transformaties, signaaltransductie genaamd. De chemische boodschap gaat door de buitenste celwand en in het binnenste membraan, waar de receptor een vlaag van chemische activiteit, die op zijn beurt berichten creëert om naar de celkern te sturen om de benodigde te produceren eiwit.
Transcriptie
In de celkern zorgen de berichten van de receptoren ervoor dat een enzym, RNA-polymerase genaamd, de DNA-streng ontspant en splitst langs het gen waar de code voor het benodigde eiwit zich bevindt. Vanaf dat moment leest het enzym het DNA en creëert het een complementaire chemische spiegel van de benodigde sectie in een proces dat transcriptie wordt genoemd. Het product van dit proces is een streng boodschapper-RNA (mRNA), die de instructies bevat om het benodigde eiwit te fabriceren.
Vertaling
Als het mRNA de kern verlaat, onderschept een cellulaire structuur, een ribosoom genaamd, het. Het ribosoom hecht zich aan een deel van het mRNA dat het startcodon wordt genoemd, een specifiek triplet van chemicaliën die bepalen waar het eiwitproductieproces begint. Complexen bestaande uit aminozuren gekoppeld aan transcriptie-RNA (tRNA) binden aan hun complementen in het mRNA. Het ribosoom reist langs de mRNA-streng, verzamelt de aminozuren van de tRNA-complementen en vormt ze tot een eenvoudige eiwitketen. Wanneer het ribosoom het stopcodon bereikt, instrueert een afgiftefactor het om het voltooide eiwit los te laten.