Celulele umane sunt fabrici chimice capabile să îndeplinească sarcini care ar provoca cele mai bune complexe industriale de pe pământ. Și mai miraculos este capacitatea lor de a o face într-un spațiu suficient de mic pentru a necesita o mărire microscopică extinsă doar pentru a observa. Aceste minuni de fabricație în miniatură se pot reproduce cu puțină energie și pot conduce procesul de construire a corpului uman cu precizia unui computer. O serie de procese chimice mențin controlul asupra acestor funcții.
Procesul de sinteză a proteinelor
Procesul de producție a proteinelor necesită mai mulți pași. Fiecare dintre acești pași necesită semnale din exterior și din interiorul celulei. Primul pas este ca substanțele chimice din afara celulei să necesite o anumită proteină. Structurile specializate concepute pentru transducția mesajului chimic primesc și transportă aceste semnale în celulă. De acolo, substanțele chimice de semnalizare se deplasează către nucleu, unde gena care conține instrucțiunile pentru a face celula este citită și transcrisă într-un șablon molecular. În cele din urmă, structurile numite ribozomi traduc șablonul într-o proteină reală. Fiecare dintre acești pași implică o serie de mecanisme de control pentru a iniția și menține procesul.
Transducție
Când corpul uman are nevoie de mai multă proteină specifică, organele specializate numite glande secretă semnale chimice numite hormoni - care în sine sunt proteine - ca răspuns la un stimul. Odată eliberați în sânge, acești hormoni intră în contact cu celulele. Structurile specializate numite receptori se prind de aceste substanțe chimice hormonale și inițiază o progresie a transformărilor moleculare, numită transducție a semnalului. Mesajul chimic trece prin peretele celular exterior și în membrana interioară, unde receptorul declanșează o rafală de activitate chimică, care la rândul său creează mesaje de trimis către nucleul celulei pentru a produce necesarul proteină.
Transcriere
În interiorul nucleului celular, mesajele de la receptori determină o enzimă numită ARN polimerază să relaxeze firul ADN și să-l împartă de-a lungul genei în care se află codul pentru proteina necesară. Din acel moment, enzima citește ADN-ul și creează o oglindă chimică complementară a secțiunii necesare într-un proces numit transcripție. Produsul acestui proces este un fir de ARN messenger (ARNm), care conține instrucțiunile pentru fabricarea proteinei necesare.
Traducere
Pe măsură ce ARNm părăsește nucleul, o structură celulară numită ribozom îl interceptează. Ribozomul se atașează la o secțiune a ARNm numită codon de pornire, care este un triplet specific de substanțe chimice care controlează locul în care începe procesul de producție a proteinelor. Complexele compuse din aminoacizi legați de ARN de transcripție (ARNt) se leagă de complementele lor din ARNm. Ribozomul se deplasează de-a lungul firului de ARNm, colectând aminoacizii din complementele ARNt, formându-i într-un lanț proteic simplu. Când ribozomul ajunge la codonul stop, un factor de eliberare îl instruiește să renunțe la proteina completată.