Клітини людини - це хімічні фабрики, здатні виконувати завдання, які кидають виклик найкращим промисловим комплексам на землі. Ще більш дивовижною є їх здатність робити це в достатньо малому просторі, щоб вимагати великого мікроскопічного збільшення просто для спостереження. Ці мініатюрні виробничі дива можуть відтворити себе з невеликою кількістю енергії та керувати процесом побудови людського тіла з точністю до комп'ютера. Ряд хімічних процесів підтримує контроль над цими функціями.
Процес синтезу білка
Процес виробництва білка вимагає декількох етапів. Для кожного з цих кроків потрібні сигнали ззовні та зсередини комірки. Перший крок полягає в тому, щоб хімічні речовини поза клітиною вимагали потреби в певному білку. Спеціалізовані структури, призначені для трансдукції хімічного повідомлення, приймають і несуть ці сигнали в клітину. Звідти сигнальні хімічні речовини надходять до ядра, де ген, що містить інструкції щодо створення клітини, зчитується і транскрибується в молекулярний шаблон. Нарешті, структури, що називаються рибосомами, перетворюють шаблон на дійсний білок. Кожен із цих етапів включає низку механізмів контролю для ініціювання та підтримання процесу.
Трансдукція
Коли людський організм потребує більше конкретного білка, спеціалізовані органи, які називаються залозами, виділяють хімічні сигнали, звані гормонами - які самі по собі є білками - у відповідь на якийсь стимул. Потрапляючи в кров, ці гормони контактують з клітинами. Спеціалізовані структури, звані рецепторами, фіксуються на цих гормональних хімічних речовинах і ініціюють розвиток молекулярних перетворень, що називається передачею сигналу. Хімічне повідомлення проходить через зовнішню клітинну стінку і у внутрішню мембрану, де рецептор запускає a шквал хімічної активності, який, у свою чергу, створює повідомлення, що надсилаються до ядра клітини для отримання необхідного білка.
Транскрипція
Усередині клітинного ядра повідомлення від рецепторів змушують фермент, який називається РНК-полімераза, розслабити ланцюг ДНК і розщепити її уздовж гена, де знаходиться код необхідного білка. З цього моменту фермент зчитує ДНК і створює додаткове хімічне дзеркало необхідного відділу в процесі, який називається транскрипцією. Продуктом цього процесу є ланцюг передавальної РНК (мРНК), що містить інструкції для виготовлення необхідного білка.
Переклад
Коли мРНК залишає ядро, клітинна структура, яка називається рибосомою, перехоплює її. Рибосома приєднується до ділянки мРНК, яка називається стартовим кодоном, що є специфічним триплетом хімічних речовин, які контролюють, де починається процес виробництва білка. Комплекси, що складаються з амінокислот, пов'язаних з транскрипційною РНК (тРНК), зв'язуються зі своїми комплементами в мРНК. Рибосома подорожує по нитці мРНК, збираючи амінокислоти з комплементів тРНК, утворюючи їх у простий білковий ланцюг. Коли рибосома досягає стоп-кодону, фактор вивільнення вказує їй відпустити завершений білок.