Шта контролише производњу протеина у вашем телу?

Људске ћелије су хемијске фабрике способне да извршавају задатке који би изазвали најфиније индустријске комплексе на земљи. Још чудеснија је њихова способност да то ураде у довољно малом простору да захтева велико микроскопско увећање само за посматрање. Ова минијатурна чудеса у производњи могу се репродуковати са мало енергије и покретати процес изградње људског тела са прецизношћу рачунара. Низ хемијских процеса одржава контролу над овим функцијама.

Процес производње протеина захтева више корака. Сваки од ових корака захтева сигнале споља и изнутра из ћелије. Први корак је да хемикалије ван ћелије захтевају потребу за одређеним протеинима. Специјализоване структуре дизајниране за трансдукцију хемијске поруке примају и преносе ове сигнале у ћелију. Одатле сигналне хемикалије путују до језгра, где се ген који садржи упутства за прављење ћелије чита и транскрибује у молекуларни образац. Коначно, структуре зване рибосоми преводе шаблон у стварни протеин. Сваки од ових корака укључује низ контролних механизама за покретање и одржавање процеса.

Када људском телу треба више одређеног протеина, специјализовани органи звани жлезде излучују хемијске сигнале зване хормони - који су сами по себи протеини - као одговор на неки стимулус. Једном пуштени у крвоток, ови хормони долазе у контакт са ћелијама. Специјализоване структуре назване рецептори закаче се за ове хормоналне хемикалије и покрећу прогресију молекуларних трансформација, звану сигнална трансдукција. Хемијска порука пролази кроз спољни ћелијски зид и у унутрашњу мембрану, где рецептор покреће а налет хемијске активности, што заузврат ствара поруке које се шаљу језгру ћелије како би се произвеле потребне беланчевина.

Унутар ћелијског језгра, поруке рецептора доводе до тога да ензим зван РНК полимераза опушта ДНК ланац и дели га дуж гена где се налази код потребног протеина. Од тог тренутка, ензим чита ДНК и ствара комплементарно хемијско огледало потребног дела у процесу који се зове транскрипција. Производ овог процеса је ланац мессенгер РНА (мРНА), која садржи упутства за производњу потребног протеина.

Како мРНК напушта језгро, пресреће га ћелијска структура звана рибосом. Рибозом се везује за део мРНК који се назива стартни кодон, а то је специфична тројка хемикалија која контролише где започиње процес производње протеина. Комплекси састављени од аминокиселина повезаних са транскрипционом РНК (тРНК) везују се за њихове комплементе у мРНК. Рибозом путује низом мРНК, сакупљајући аминокиселине из комплемената тРНК, формирајући их у једноставан протеински ланац. Када рибосом достигне стоп кодон, фактор ослобађања налаже му да пусти завршени протеин.