En av de viktigaste funktionerna hos levande celler är att producera de proteiner som är nödvändiga för en organisms överlevnad. Proteiner ger en organism form och struktur och reglerar som enzymer biologisk aktivitet. För att tillverka proteiner måste en cell läsa och tolka den genetiska informationen som lagras i dess deoxiribonukleinsyra eller DNA. Platserna för cellulär proteinsyntes är ribosomerna, som kan vara fria eller bundna. Vikten av den fria ribosomen är att proteinsyntes börjar där.
DNA och RNA
DNA är en lång molekylär kedja som består av alternerande socker- och fosfatgrupper. En av fyra möjliga kväveinnehållande nukleotidbaser - A, C, T och G - hänger av varje socker. Sekvensen av baserna längs DNA-strängen bestämmer sekvensen av aminosyror som bildar proteiner. Ribonukleinsyra, eller RNA, överför en kompletterande kopia av en del av en DNA-molekyl - en gen - till ribosomer, som är små granuler som består av RNA och protein. RNA liknar DNA förutom att dess sockergrupper innehåller en extra syreatom och det ersätter U-nukleotidbasen med DNA: s T-bas. Ribosomerna skapar proteiner enligt informationen lagrad i budbärar-RNA, eller mRNA.
Kompletterande kodning
Reglerna för transkription av DNA till RNA anger en överensstämmelse mellan baser på genen och baser på mRNA. Till exempel specificerar en A-bas i en gen en U-bas i mRNA-strängen. På samma sätt specificerar en genens T-, C- och G-baser A-, G- och C-baser i mRNA. Den genetiska informationen i mRNA har formen av tripletter av nukleotidbaser som kallas kodoner. Till exempel skapar DNA-tripletten TAA RNA-tripletten UTT. DNA- och RNA-strängarna innehåller därför komplementär men ändå unik information kodad i sekvensen av nukleotidbaser. Nästan varje triplett kodar för en specifik aminosyra, även om några tripletter anger slutet på en gen. Flera olika tripletter kan koda för samma aminosyra.
Ribosomer
Cellen tillverkar ribosomer direkt från ribosomalt RNA, eller rRNA, kodat av specifika DNA-gener. RRNA kombineras med proteiner för att bilda stora och små underenheter. De två underenheterna går bara med under proteinsyntesen. I en prokaryot cell - det vill säga en cell utan en organiserad kärna - flyter ribosomunderenheterna fritt i cellvätskan, eller cytosol. I eukaryoter bygger enzymer i cellens kärna ribosomunderenheter. Kärnan exporterar sedan underenheterna till cytosolen. Vissa av ribosomerna kan tillfälligt bindas till en cellorganell som kallas endoplasmatisk retikulum, eller ER, när man bygger proteiner, medan andra ribosomer förblir fria när de syntetiserar proteiner.
Översättning
En fri ribosoms mindre underenhet tar tag i en mRNA-sträng för att påbörja proteinsyntes. Den större underenheten ansluts sedan till och börjar översätta varje mRNA-kodon. Detta innebär att varje mRNA-kodon exponeras och placeras så att enzymer kan identifiera och fästa aminosyran som motsvarar det aktuella kodonet. En molekyl av överförings-RNA, eller tRNA, med ett komplementärt anti-kodon låser sig i den större underenheten, dess utsedda aminosyra i släp. Enzymer överför sedan aminosyran till den växande proteinkedjan, utvisar det använda tRNA för återanvändning och exponerar nästa mRNA-kodon. När du är klar frigör ribosomen det nya proteinet och de två underenheterna dissocieras.
