A fehérje feltekeredése a biokémia döntő fontosságú folyamata, amely szorosan kapcsolódik a fehérjeszintézishez. A két mechanizmus közötti kapcsolat megértése elengedhetetlen a sejtműködés és a betegségek kialakulásának titkainak megfejtéséhez.
Fehérjeszintézis: alapvető sejtfolyamat
A fehérjeszintézis az a sejtfolyamat, amely új fehérjék termeléséhez vezet. A riboszómákban fordul elő, és magában foglalja a DNS-ben vagy RNS-ben kódolt genetikai információ transzlációját aminosavszekvenciákká, amelyek funkcionális fehérjéket alkotnak. A folyamat két fő szakaszból áll: az átírásból és a fordításból.
Átírás: Az első lépés
A transzkripció az a folyamat, amelynek során a DNS egy szegmensét templátként használják fel egy komplementer RNS molekula létrehozására. Ez a hírvivő RNS-ként (mRNS) ismert RNS-molekula a genetikai kódot a DNS-ből a riboszómákba viszi a fehérjeszintézishez. A transzkripció során a DNS kettős hélix feltekerődik, és az RNS-polimeráz nevű enzim a bázispárosítási szabályok szerint szintetizál egy egyszálú RNS-molekulát. A kapott mRNS-molekula olyan kodonokat tartalmaz, amelyek a fehérjeszintézis folyamata során specifikus aminosavakká alakulnak át.
Fordítás: Building Proteins
A transzláció, a fehérjeszintézis második szakasza magában foglalja az mRNS által hordozott genetikai információ aminosavszekvenciájává történő átalakítását funkcionális fehérjékké. Ez a folyamat a riboszómákban, RNS-ből és fehérjékből álló kis sejt komplexekben játszódik le. A riboszómák beolvasják az mRNS kodonokat, és transzfer RNS (tRNS) molekulákat toboroznak, amelyek specifikus aminosavakat hordoznak, hogy összeállítsák az aminosavláncot az mRNS-szekvencia szerint. Ahogy a riboszóma az mRNS-molekula mentén mozog, katalizálja az aminosavak közötti peptidkötések kialakulását, ami egy polipeptidlánc szintézisét eredményezi, amely végül funkcionális fehérjévé válik.
A fehérjehajtogatás szerepe
A fehérje feltekeredése az a folyamat, amelynek során egy újonnan szintetizált polipeptidlánc átrendeződik funkcionális háromdimenziós szerkezetébe. Ez a folyamat elengedhetetlen ahhoz, hogy a fehérje kifejtse biológiai funkcióját. A fehérje elsődleges szerkezete, amely az aminosavak lineáris szekvenciájára utal, megszabja, hogy a fehérje hogyan hajtódik fel specifikus konformációjába, amely alfa-hélixeket, béta-lemezeket és egyéb motívumokat tartalmaz.
Fehérje minőség-ellenőrzés
A fehérje megfelelő feltekeredése kulcsfontosságú a sejtműködés szempontjából, mivel a rosszul hajtogatott fehérjék megzavarhatják a normál sejtfolyamatokat és betegségekhez vezethetnek. A fehérjék megfelelő hajtogatásának biztosítására a sejtek bonyolult fehérjeminőség-ellenőrző rendszert fejlesztettek ki, amely molekuláris chaperonokat, hajtogatási katalizátorokat és lebontó gépeket tartalmaz. Ezek az összetevők együtt működnek, hogy segítsék a hajtogatási folyamatot, megakadályozzák a hibás hajtogatást, és eltávolítsák a hibásan hajtogatott vagy sérült fehérjéket, hogy fenntartsák a sejt homeosztázist.
Protein folding és betegség
A fehérje feltekeredése és a betegség közötti kapcsolatot példázza a