Eiwitbiosynthese

Eiwitbiosynthese is het proces waarmee cellen eiwitten produceren volgens de genetische informatie opgeslagen in DNA. Het omvat transcriptie, translatie en post-translationele modificatie en kwaliteitscontrole van eiwitten.

Transcriptie: In de celkern wordt een DNA-sequentie die codeert voor een eiwit omgezet in messenger-RNA (mRNA) door RNA-polymerase. Bij eukaryoten vindt verwerking en transport van het mRNA naar het cytoplasma plaats; bij prokaryoten gebeurt transcriptie vaak gelijktijdig met translatie.

Translatie: De mRNA-streng wordt gelezen door ribosomen, die tRNA-moleculen leveren met bijbehorende aminozuren. Ieder codon in het mRNA specificeert één aminozuur via anticodons in tRNA. Initiatie vereist initiatiefactoren en een startcodon (AUG); elongatie voegt aminozuren toe door peptidelinkingen en ribosomale translocatie; terminatie vindt plaats bij een stopcodon (UAA, UAG, UGA) die wordt herkend door release-factoren.

Post-translationele modificaties: Polypeptiden worden gevouwen met hulp van chaperone-eiwitten en ondergaan modificaties zoals glycosylering, fosforylering en proteolyse. Sommige eiwitten krijgen signaalpeptiden die lokalisatie bepalen naar cytosol, mitochondriën, het endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat, of naar membranen en secretie.

Regulatie en kwaliteitscontrole: De productie van eiwitten wordt geregeld op meerdere niveaus, waaronder genexpressie, mRNA-stabiliteit en translatiecontrole; kwaliteitscontrole vindt onder meer in het endoplasmatisch reticulum plaats.

Belang: Eiwitbiosynthese is essentieel voor structuur, enzymatische activiteit, signaaloverdracht en transport; fouten kunnen leiden tot ziekten door misfolding of defecte eiwitten.