Synthèse des protéines

Qu'est-ce que la synthèse des protéines?

La synthèse des protéines C'est un événement biologique qui se produit pratiquement dans tous les êtres vivants. Les cellules prennent constamment les informations stockées dans l'ADN et, grâce à la présence de machines spécialisées très complexes, elles la transforment en molécules de protéines.

Cependant, le code à 4 lettres chiffré dans l'ADN ne se traduit pas directement en protéines. Dans le processus, une molécule d'ARN qui fonctionne comme un intermédiaire, appelé Messager ARN est impliquée.

Lorsque les cellules ont besoin d'une protéine particulière, la séquence nucléotidique d'une partie adéquate dans l'ADN est copiée sur l'ARN - dans un processus appelé transcription - et cela est à son tour traduit en protéine en question.

Le flux d'informations décrit (ADN vers l'ARN messager et le message d'ARN aux protéines) se produit à partir d'êtres très simples tels que les bactéries aux humains. Cette série d'étapes a été appelée le "dogme" central de la biologie.

La machinerie en charge de la synthèse des protéines est des ribosomes. Ces structures de petites cellules sont en grande partie dans le cytoplasme et ancrées au réticulum endoplasmique.

Étapes de synthèse des protéines

Ensuite, nous décrirons comment la synthèse des protéines se produit, commençant ce processus de «lecture» de matériel génétique et nous terminerons par la production de protéines en soi.

1. Transcription: ADN à l'ARN messager

Le message dans l'hélice ADN double est écrit dans un code à quatre lettres correspondant aux bases d'adénine (A), Guanina (G), Cytosine (C) et Timina (T).

Cette séquence de lettres d'ADN sert de tempérament pour construire une molécule d'ARN équivalente.

L'ADN et l'ARN sont des polymères linéaires formés par des nucléotides. Cependant, ils diffèrent chimiquement en deux aspects fondamentaux: les nucléotides dans l'ARN sont des ribonucléotides et au lieu de la base de la thymine, l'ARN présente l'uracile (U), qui ressemble à l'adénine.

Le processus de transcription commence par l'ouverture de la double hélice dans une région spécifique. L'une des deux chaînes agit comme un «moule» ou tempéré pour la synthèse d'ARN. Les nucléotides seront ajoutés en suivant les règles de base d'accouplement, c avec g et a avec u.

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L'enzyme principale qui participe à la transcription est l'ARN polymérase. Il est responsable de la catalyse de la formation de liens de phosphodiéster qui unissent les nucléotides de la chaîne. La chaîne s'étend dans une direction de 5 'à 3'.

La croissance de la molécule implique différentes protéines appelées «facteurs d'allongement» qui sont responsables du maintien de l'union de la polymérase jusqu'à la fin du processus.

2. Épissage d'ARN messager

Dans les eucaryotes, les gènes ont une structure spécifique. La séquence est interrompue au moyen d'éléments qui ne feront pas partie de la protéine, appelés introns. Le terme s'oppose à celui de l'exon, qui comprend les parties du gène qui seront traduites en protéines.

Il Épissage C'est un événement fondamental qui consiste à éliminer les introns de la molécule de messager, pour lancer une molécule construite exclusivement par des exons. Le produit final est l'ARN messager mature. Physiquement, il se déroule dans l'exploitosome, une machinerie complexe et dynamique.

En plus de l'épissage, l'ARN messager subit des codifications supplémentaires avant d'être traduite. Un "capot" dont la nature chimique est un cuber modifié de Guanina, et à l'extrémité 5 'et une queue de plusieurs adénines à l'autre extrémité est ajoutée.

3. Traduction: du messager à l'ARN des protéines

Une fois l'ARN messager mature à travers le processus de Épissage Yviaja du noyau au cytoplasme cellulaire, la synthèse des protéines commence. Cette exportation est médiée par le complexe de pores nucléaires - une série de canaux aqueux situés dans la membrane du noyau qui relie directement le cytoplasme et la nucléoplasme.

Dans la vie quotidienne, nous utilisons le terme "traduction" pour désigner la conversion des mots d'une langue à une autre.

Par exemple, nous pouvons traduire un livre anglais en espagnol. Au niveau moléculaire, la traduction implique le passage du langage à l'ARN protéique. Pour être plus précis, c'est le changement de nucléotides en acides aminés. Mais comment ce changement de dialecte se produit-il?

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4. Couplage d'acides aminés pour transférer l'ARN

Les codons ou les triplets trouvés dans la molécule d'ARN messager n'ont pas la capacité de reconnaître directement les acides aminés. En revanche, la traduction de l'ARN messager dépend d'une molécule qui parvient à reconnaître et à rejoindre le codon et l'acide aminé. Cette molécule est l'ARN de transfert.

L'ARN de trasference peut être plié dans une structure complexe à trois dimensions qui ressemble à un trèfle. Dans cette molécule, il existe une région appelée «anticodón», formée par trois nucléotides consécutifs qui s'accouplent avec les nucléotides complémentaires consécutifs de la chaîne d'ARN messager.

Comme mentionné dans la section précédente, le code génétique est redondant, donc certains acides aminés ont plus d'un ARN de transfert.

La détection et la fusion d'acides aminés correctes. Cette enzyme est responsable du couplage des deux molécules au moyen d'une liaison covalente.

5. Le message de l'ARN est décodé par les ribosomes

Pour former une protéine, les acides aminés se lient les uns aux autres à travers des liaisons peptidiques. Le processus de lecture du messager et de l'union d'acides aminés spécifiques se produit dans les ribosomes.

Les ribosomes sont des complexes catalytiques formés par plus de 50 molécules de protéines et divers types de RN ribosomal. Dans les organismes eucaryotes, une cellule moyenne contient en moyenne des millions de ribosomes dans l'environnement cytoplasmique.

Structurellement, un ribosome est composé d'une grande sous-unité et d'un petit. La fonction de la petite portion est de s'assurer que l'ARN de transfert est correctement adapté à l'ARN messager, tandis que la grande sous-unité catalyse la formation de la liaison peptidique entre les acides aminés.

Lorsque le processus de synthèse n'est pas actif, les deux sous-unités qui forment les ribosomes sont séparées. Au début de la synthèse, l'ARN messager rejoint les deux sous-unités, généralement près de la fin 5 '.

Dans ce processus, l'allongement de la chaîne polypeptidique se produit par l'ajout d'un nouveau résidu d'acides aminés dans les étapes suivantes: Union d'ARN de transfert, formation de la liaison peptidique, translocation des sous-unités. Le résultat de cette dernière étape est le mouvement complet des ribosomes et un nouveau cycle commence.

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6. Allongement de la chaîne polypeptidique

Dans les ribosomes, trois sites se distinguent: site E, P et A (voir image principale). Le processus d'allongement commence lorsque certains acides aminés ont déjà été unis de manière covalente et qu'il y a une molécule d'ARN de transfert sur le site P.

L'ARN de transfert selon lequel le prochain acide aminé doit être incorporé rejoint le site A pour la base d'accouplement avec l'ARN messager. Ensuite, la partie carboxyle terminale du peptide est libérée de l'ARN de transfert sur le site P, par la rupture d'un lien à haute énergie entre l'ARN de transfert et l'acide aminé qui porte.

L'acide aminé libre rejoint la chaîne et une nouvelle liaison peptidique est formée. La réaction centrale de tout ce processus est médiée par l'enzyme de peptidil transférase, qui se trouve dans la grande sous-unité des ribosomes. Ainsi, le ribosome se déplace à travers l'ARN messager, traduisant le dialecte des acides aminés en protéines.

Comme dans la transcription, lors de la traduction des protéines, des facteurs d'allongement sont également impliqués. Ces éléments augmentent la vitesse et l'efficacité du processus.

7. Achèvement de la traduction

Le processus de traduction se termine lorsque le ribosome trouve les codons d'arrêt: UAA, UAG ou UGA. Ceux-ci ne sont reconnus par aucun ARN de transfert et ne rejoignent aucun acide aminé.

À l'heure actuelle, les protéines appelées facteurs de libération se lient au ribosome et produisent la catalyse d'une molécule d'eau et non un acide aminé. Cette réaction libère l'extrémité carboxyle terminale. Enfin, la chaîne peptidique est libérée au cytoplasme cellulaire.

Les références

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