Človeške celice so kemične tovarne, ki lahko opravljajo naloge, ki bi ogrozile najboljše industrijske komplekse na svetu. Še bolj čudežna je njihova sposobnost, da to storijo v dovolj majhnem prostoru, da zahtevajo obsežno mikroskopsko povečavo samo za opazovanje. Ta miniaturna proizvodna čuda se lahko reproducirajo z malo energije in poganjajo proces gradnje človeškega telesa z natančnostjo računalnika. Niz kemičnih procesov ohranja nadzor nad temi funkcijami.
Postopek sinteze beljakovin
Proces proizvodnje beljakovin zahteva več korakov. Vsak od teh korakov zahteva signale od zunaj in znotraj celice. Prvi korak je, da kemikalije zunaj celice zahtevajo določeno beljakovino. Specializirane strukture, zasnovane za transdukcijo kemijskega sporočila, sprejemajo in prenašajo te signale v celico. Od tam signalne kemikalije potujejo do jedra, kjer se gen, ki vsebuje navodila za izdelavo celice, prebere in prepiše v molekularno predlogo. Končno, strukture, imenovane ribosomi, pretvorijo predlogo v dejanski protein. Vsak od teh korakov vključuje vrsto nadzornih mehanizmov za sprožitev in vzdrževanje postopka.
Transdukcija
Ko človeško telo potrebuje več določenih beljakovin, specializirani organi, imenovani žleze, izločajo kemične signale, imenovane hormoni - ki so sami po sebi beljakovine - kot odziv na nekatere dražljaje. Ko se ti hormoni sprostijo v krvni obtok, pridejo v stik s celicami. Specializirane strukture, imenovane receptorji, se zaskočijo s temi hormonskimi kemikalijami in sprožijo napredovanje molekularnih transformacij, imenovano signalna transdukcija. Kemično sporočilo prehaja skozi zunanjo celično steno in v notranjo membrano, kjer receptor sproži a navala kemične aktivnosti, ki nato ustvarja sporočila, ki jih pošlje celičnemu jedru, da proizvede potrebno beljakovine.
Prepis
V celičnem jedru sporočila receptorjev povzročijo, da encim, imenovan RNA polimeraza, sprosti verigo DNA in jo razdeli vzdolž gena, kjer se nahaja koda za potrebni protein. Od te točke encim prebere DNA in v procesu, imenovanem transkripcija, ustvari komplementarno kemično zrcalo potrebnega odseka. Produkt tega postopka je veriga prenosne RNA (mRNA), ki vsebuje navodila za izdelavo potrebnih beljakovin.
Prevajanje
Ko mRNA zapusti jedro, ga prestreže celična struktura, imenovana ribosom. Ribozom se pritrdi na odsek mRNA, imenovan začetni kodon, ki je poseben trojček kemikalij, ki nadzorujejo, kje se začne postopek proizvodnje beljakovin. Kompleksi, sestavljeni iz aminokislin, povezanih s transkripcijsko RNA (tRNA), se vežejo na njihove komplemente v mRNA. Ribozom potuje po verigi mRNA, zbira aminokisline iz komplementa tRNA in jih tvori v preprosto beljakovinsko verigo. Ko ribosom doseže stop kodon, mu sprostitveni faktor naroči, naj izpusti dokončane beljakovine.