Beljakovine so kompleksne beljakovine molekule razporejene v trdno strukturo. Njihova tvorba v celicah se imenuje biosinteza beljakovin. Beljakovine lahko vsebuje več 1,000 aminokisline. So nepogrešljivi gradniki vseh živih organizmov.
Kaj je biosinteza beljakovin?
Beljakovine so kompleksne beljakovine molekule razporejene v trdno strukturo. Njihova tvorba v celicah se imenuje biosinteza beljakovin. Beljakovine se sintetizirajo iz aminokisline v zapletenem biokemičnem procesu. To se dogaja na ribosomi celice. Čeprav ima beljakovina zapleteno strukturo, ribosom prejme natančne informacije v vrstnem redu aminokisline morajo biti povezani skupaj. Informacije o strukturi beljakovin so shranjene v DNK. Človek gen sestavlja 23 kromosomi v dvojniku, z izjemo moškega kromosoma Y. Vsak kromosom ima tako dve ali eno dolgo verigo DNA. V kompleksnem postopku se s pomočjo beljakovin navija s fiksno obliko (dvojna vijačnica). Ljudje imamo približno 25,000 genov, tako da je približno 1,000 genov shranjenih v enem kromosomu. Praviloma ena gen je odgovoren za sintezo beljakovin. Da se beljakovina lahko sintetizira, je treba DNA proteina prenesti iz celičnega jedra v celico ribosomi. V ta namen telo naredi kopijo gen, messenger RNA ali mRNA. Ta kopija migrira v celično plazmo na ribosomi, kjer je kodiran. Ribosomi se pritrdijo na kromosomsko verigo in tvorijo nove beljakovine molekule. Ta postopek se imenuje prevajanje. Zdaj se beljakovinska veriga razvije v svojo končno obliko in se loči od ribosomov.
Funkcija in naloga
Med biosintezo beljakovin se celotna genetska koda aminokislinske verige prevede in pretvori v tridimenzionalno strukturo. Ta postopek nadzira genetska koda jedra. Biosinteza beljakovin je ključnega pomena, ker beljakovine vplivajo na skoraj vse procese v človeškem telesu. Odgovorni so tudi za naš videz. Struktura beljakovin je genetsko določena. Ribosomi ne delujejo kot stroji in včasih celo sledijo naključnim reakcijskim potim. Čeprav ima naključje pomembno vlogo v posameznih reakcijskih korakih, ribosomi kljub temu delujejo izjemno zanesljivo in skoraj nikoli ne vključujejo napačnega amino kisline v verigo. Kot osnovni gradniki organizma beljakovine najdemo v vseh tkivnih strukturah telesnih tekočinah. Stalna zaloga beljakovin je potrebna za vzdrževanje telesne snovi, v kateri trajno potekajo procesi razgradnje in preoblikovanja, za celjenje, razmnoževanje in rast ter za tvorjenje struktur. moč športniki upajo, da bodo s prehranskimi beljakovinami spodbujali sintezo beljakovin v mišicah in gradili več mišic. Razpoložljivost amino kisline lahko spodbudi sintezo beljakovin, vendar se mnenja o tem, v kolikšni meri se to zgodi, razlikujejo. Vendar je dokazano, da tudi zdravo telo z zmanjšanjem mišic masa je manj sposoben obvladovati stresne situacije. Za izgradnjo stalne zaloge amino kisline zaradi izboljšanja učinkovitosti je kljub temu sporen, ker če je koncentracija aminokislin v kri je v daljšem časovnem obdobju zelo visoka, telo preprosto izklopi biosintezo beljakovin. Tako dosežemo povečanje mišic masa, čas je pomembnejši od količine beljakovin. Dejavniki rasti, kot so insulina vplivajo na biosintezo beljakovin, ker lahko spodbudijo vnos aminokislin. Ti povečujejo zmogljivost droge so prepovedani kot doping v tekmovalnih športih.
Bolezni in bolezni
Kompleksni proces biosinteze beljakovin je nagnjen k motnjam. Staranje in bolezni sta največja vplivca na biosintezo beljakovin. Pravilni položaj in urejen napredek prenosne RNA (translokacija) sta še posebej pomembna za nemoteno napredovanje sinteze. Če je to okrnjeno, zdravje je ogroženo, ker imajo mikroorganizmi zdaj lahko igro. Številne bolezni so povezane z vplivanjem na biosintezo beljakovin, na primer z dejavnostjo encimi. Medicinske raziskave se osredotočajo na strukturni vpogled v delovanje in mesta vezave antibiotiki. Zadnji antibiotiki delujejo neposredno na biosintezo beljakovin na ribosomih antibiotik moti sintezo tako, da se neposredno priklopi na ribosome, da ubije neželene patogeni na kraju samem. Aminokisline spodbujajo nastanek mitohondriji, elektrarne na celice. Celice, ki porabijo veliko energije, na primer skeletne in srčne mišice, imajo še posebej veliko mitohondriji. Dejavnost ustvarja energijo in spodbuja presnovne procese. Pri degenerativnih boleznih mišic je gibanje mišic še posebej pomembno za aktiviranje biosinteze beljakovin. Če proizvodnja beljakovin upade, je cilj pogosto povečana mobilizacija aminokislin. Hormoni lahko nadzira tudi delovanje mišic. Testosteronna primer je znan po svojem anaboličnem učinku, ker spodbuja proizvodnjo beljakovin in spodbuja rast mišic. Motnje zlaganja beljakovin preprečujejo pravilno zlaganje beljakovinskih filamentov in imajo resne posledice. Vzrok naj bi bila genska mutacija. Napačno zložene beljakovine povzročajo različne bolezni, celice pa se vedno odzovejo z njimi stres. Ker je transakcija zatrta, se poveča sinteza škodljivih snovi. Tudi že Pomanjkanje vitamina lahko vodi do motenj v biosintezi beljakovin. Med vitamini, vitamin B6 ima najmočnejši vpliv na sintezo beljakovin. Pomanjkanje povzroča poškodbe živcev, kožne spremembe, rastne motnje in atrofija mišic. Pridobljene motnje v biosintezi beljakovin so predvsem jetra vnetje in cirozo jeter. Vnetje vodi do sprememb v zaporedju aminokislin. Napake pri prepisu ali prevodu in resne nalezljive bolezni lahko povzroči tudi napačno zlaganje. Danes biokemiki poskušajo izračunati dinamiko biosinteze beljakovin, da bi pozdravili gensko povzročene bolezni. Te ugotovitve pa vplivajo na vse celične procese.
