Was sind die verschiedenen Methoden der Proteinproduktion?

Das Standardverfahren der Proteinproduktion oder Proteinsynthese umfasst zwei Teile: Proteintranskription und Proteintranslation. Die Proteintranskription erstellt eine Ribonukleinsäure (RNA) -Kopie eines Gens, das den Bauplan zur Herstellung des benötigten Proteins enthält. Bei der Proteintranslation wird die RNA verwendet, um ein Protein unter Verwendung von Aminosäurebausteinen herzustellen. Bakterien, die Prokaryoten sind, produzieren Protein mit einer einfacheren Methode, die keine Änderungen nach der Transkription oder nach der Translation beinhaltet. Komplexere Tiere wie der Mensch sind Eukaryoten und nehmen während der Proteinproduktion Modifikationen an RNA und Proteinen vor.

Die Proteintranskription findet im Zellkern statt, wo die Desoxyribonukleinsäure (DNA) enthalten ist. DNA ist der genetische oder erbliche Teil einer Zelle, und die Gene, die sie enthält, befehlen die Proteine, die dann in der Zelle produziert werden. Während der Transkription wird ein DNA-Gen verwendet, um Messenger-RNA (mRNA) herzustellen, bei der es sich um eine RNA-Kopie handelt. RNA-Polymerase, ein Enzym, führt die Transkription durch.

Der Prozess der Proteintranslation findet im Zytoplasma der Zelle statt, also alles, was sich außerhalb des Zellkerns in der Zelle befindet. In der Translation wird die mRNA-Kopie eines Gens verwendet, um Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge hinzuzufügen, um das Protein herzustellen. Die Translation verwendet eine Struktur, die als Ribosom bezeichnet wird, um Proteine ​​zu produzieren.

Die mRNA enthält Codons, die jeweils für eine der 20 Aminosäuren kodieren. Das Ribosom liegt zwischen der mRNA. Transfer-RNA (tRNA) wird verwendet, um eine neue Aminosäure einzubringen, die mit dem exponierten Codon in der mRNA übereinstimmt. Dann verschiebt sich alles, ein neues Codon ist verfügbar und eine neue tRNA bringt die nächste Aminosäure herein. Dies setzt sich fort, bis ein Stoppcodon erreicht ist, was anzeigt, dass das Protein vollständig produziert ist.

Man kann sich genauso leicht merken, welche Methoden der Proteinproduktion was bewirken. Um etwas zu transkribieren, muss man es kopieren. DNA und RNA sind sehr ähnliche Moleküle. DNA zu entnehmen und eine RNA-Kopie zu erstellen, würde also eine Transkription bedeuten. Dieser Schritt wird als Transkription bezeichnet.

Übersetzen heißt, eine Sprache zu nehmen und in eine andere Sprache zu entschlüsseln. RNA und Proteine ​​bestehen aus unterschiedlichen Bausteinen und sind daher sehr unterschiedliche Moleküle. Es gibt einen universellen genetischen Code, der verwendet wird, um das, was sich in der RNA befindet, in die Aminosäurebausteine ​​eines Proteins zu übersetzen. Die Umwandlung von RNA in Protein wird daher als Translation bezeichnet.

Eukaryontenzellen, zu denen die meisten Tiere von Hefe bis Mensch gehören, nehmen während der Proteinproduktion sowohl posttranskriptionelle als auch posttranslationelle Modifikationen vor. Änderungen nach der Transkription beinhalten einen Prozess namens Spleißen, der zur Herstellung eines funktionellen mRNA-Moleküls erforderlich ist. Ein Prä-mRNA-Transkript enthält zwei Teile, Exons, die für den zweiten Schritt der Proteinproduktion erforderlich sind, und Introns, die nicht benötigt werden. Beim Spleißen werden die Introns herausgeschnitten und die Exons wieder zusammengefügt. Während des Spleißens können Exons auch von einem Gen umgeordnet werden, um verschiedene Proteine ​​zu erzeugen.

Post-Translations-Modifikationen beinhalten die Unterstützung der Proteinfaltung sowie die richtige Steuerung des Proteins in der Zelle. Oft beginnt ein Protein mit einem sogenannten Signalpeptid. Dieses Signalpeptid fungiert als eine Adresse, um das Protein dorthin zu lenken, wo es in der Zelle benötigt wird, und wird dann normalerweise entfernt, nachdem das Protein seine Bezeichnung erreicht hat. Die meisten Eukaryotenproteine ​​können sich nicht von alleine in ihre spezifischen dreidimensionalen Formen falten. Chaperon-Proteine ​​helfen dann, Proteine ​​in funktionelle Moleküle zu falten.

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