Περιεχόμενο
Τα ανθρώπινα κύτταρα είναι χημικά εργοστάσια ικανά να εκτελούν εργασίες που θα προκαλούσαν τα καλύτερα βιομηχανικά συγκροτήματα στη γη. Ακόμη πιο θαυμαστό είναι η ικανότητά τους να το κάνουν σε ένα χώρο αρκετά μικρό ώστε να απαιτεί εκτεταμένη μικροσκοπική μεγέθυνση μόνο για να παρατηρήσει. Αυτά τα μικροσκοπικά θαύματα κατασκευής μπορούν να αναπαραχθούν με λίγη ενέργεια και να οδηγήσουν τη διαδικασία κατασκευής του ανθρώπινου σώματος με την ακρίβεια ενός υπολογιστή. Μια σειρά χημικών διεργασιών διατηρούν τον έλεγχο αυτών των λειτουργιών.
Διαδικασία σύνθεσης πρωτεϊνών
Η διαδικασία παραγωγής πρωτεϊνών απαιτεί πολλαπλά στάδια. Κάθε ένα από αυτά τα βήματα απαιτεί σήματα από έξω και μέσα από το κελί. Το πρώτο βήμα είναι για τις χημικές ουσίες εκτός του κυττάρου να ζητήσουν την ανάγκη για μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη. Οι εξειδικευμένες δομές που σχεδιάζονται για την μεταγωγή του χημικού λαμβάνουν και μεταφέρουν αυτά τα σήματα μέσα στο κύτταρο. Από εκεί, οι χημικές ουσίες σηματοδοσίας ταξιδεύουν στον πυρήνα, όπου το γονίδιο που περιέχει τις οδηγίες για την κατασκευή του κυττάρου διαβάζεται και μεταγράφεται σε ένα μοριακό πρότυπο. Τέλος, οι δομές που ονομάζονται ριβοσώματα μεταφράζουν το πρότυπο σε μια πραγματική πρωτεΐνη. Κάθε ένα από αυτά τα βήματα περιλαμβάνει μια σειρά μηχανισμών ελέγχου για την έναρξη και τη διατήρηση της διαδικασίας.
Μεταγωγή
Όταν το ανθρώπινο σώμα χρειάζεται περισσότερο από μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη, τα εξειδικευμένα όργανα που ονομάζονται αδένες εκκρίνουν χημικά σήματα που ονομάζονται ορμόνες - τα οποία από μόνα τους είναι πρωτεΐνες - σε απόκριση σε κάποιο ερέθισμα. Αφού απελευθερωθούν στην κυκλοφορία του αίματος, αυτές οι ορμόνες έρχονται σε επαφή με τα κύτταρα. Ειδικές δομές που ονομάζονται υποδοχείς μανδαλώνονται σε αυτές τις ορμονικές χημικές ουσίες και προκαλούν εξέλιξη μοριακών μετασχηματισμών, που ονομάζεται μεταγωγή σήματος. Η χημική ουσία περνά μέσα από το εξωτερικό κυτταρικό τοίχωμα και μέσα στην εσωτερική μεμβράνη, όπου ο υποδοχέας προκαλεί μια αναταραχή χημικής δραστηριότητας, η οποία με τη σειρά της δημιουργεί στον πυρήνα του κυττάρου για να παράγει την απαραίτητη πρωτεΐνη.
Μεταγραφή
Μέσα στον πυρήνα του κυττάρου, τα s από τους υποδοχείς προκαλούν ένα ένζυμο που ονομάζεται πολυμεράση RNA για να χαλαρώσει τον κλώνο DNA και να το χωρίσει κατά μήκος του γονιδίου όπου βρίσκεται ο κώδικας για την απαραίτητη πρωτεΐνη. Από εκείνο το σημείο, το ένζυμο διαβάζει το DNA και δημιουργεί έναν συμπληρωματικό χημικό καθρέφτη του απαραίτητου τμήματος σε μια διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή. Το προϊόν αυτής της διαδικασίας είναι ένας κλώνος αγγελιαφόρου RNA (mRNA), ο οποίος περιέχει τις οδηγίες για την κατασκευή της απαραίτητης πρωτεΐνης.
Μετάφραση
Καθώς το mRNA φεύγει από τον πυρήνα, μια κυτταρική δομή αποκαλούμενη ριβόσωμα το παρακολουθεί. Το ριβόσωμα συνδέεται με ένα τμήμα του mRNA που ονομάζεται κωδικόνιο έναρξης, το οποίο είναι μια συγκεκριμένη τριάδα χημικών ουσιών που ελέγχουν την έναρξη της διαδικασίας παραγωγής πρωτεϊνών. Συμπλέγματα που αποτελούνται από αμινοξέα συνδεδεμένα με RNA μεταγραφής (tRNA) δεσμεύονται με τα συμπληρώματα τους στο mRNA. Το ριβόσωμα ταξιδεύει κατά μήκος του κλώνου mRNA, συλλέγοντας τα αμινοξέα από τα συμπληρώματα tRNA, σχηματίζοντάς τα σε μια απλή πρωτεϊνική αλυσίδα. Όταν το ριβόσωμα φθάσει στο κωδικόνιο τερματισμού, ένας παράγοντας απελευθέρωσης τον καθοδηγεί να αφήσει τη συμπληρωμένη πρωτεΐνη.