Proteiinisynteesi

Proteiinisynteesi on solujen prosessi, jossa geneettisen informaation perusteella rakennetaan aminohappojen järjestys proteiiniksi. Prosessi koostuu kahdesta päävaiheesta: transkriptio ja käännös. Transkriptiossa DNA:n informaatio kopioidaan RNA:ksi, käännöksessä tämän RNA:n koodin mukaan aminohapot liitetään toisiinsa. Syntyvät proteiinit voivat toimia entsyymeinä, rakenneosina tai säätelymolekyyleinä.

Transkriptio tapahtuu pääosin solujen ytimessä (eukaryooteilla) tai sytoplasmassa (prokaryooteilla). RNA-polymeraasit lukevat DNA:ta ja rakentavat lähetti-RNAa (mRNA). Eukaryooteilla transkriptioon liittyy RNA-prosessointi: 5' capin lisäys, intronien poistaminen ja poly-A-häntä. Valmis mRNA siirtyy tumasta solulimaan, jossa käännösvaihe voidaan aloittaa.

Käännös tapahtuu ribosomeissa. mRNA:n kodonit määrittävät seuraavan aminohapon, ja siirtäjä-RNA:t (tRNA) tuovat oikeat aminohapot kantajillaan. Aloitus alkaa start-koodi AUG:n paikantamisesta, jolloin ribosomi ja aloituskompleksi sitoutuvat. Elongaatiossa proteiiniketju pidentyy uusien aminohappojen lisäyksen myötä. Lopetus tapahtuu, kun lopetuskoodi (UAA, UAG, UGA) ilmestyy ja syntetisoitu proteiini vapautuu ribosomeista.

Ribosomit koostuvat rRNA:sta ja proteiineista; prokaryooteilla ne ovat 70S ja eukaryooteilla 80S. Käännös vaatii energiaa GTP:n avulla sekä useita käännöstehtäviä. Proteiinisynteesiä säätelevät sekä geenitasot että ympäristötekijät, ja virheet voivat johtaa virheiden proteiinien syntyyn sekä sairauksiin. Prosessi on keskeinen osa geneettistä ilmentymää ja sillä on laajat sovellukset bioteknologiassa ja lääketieteessä.