eiwitvorming

Eiwitvorming is het proces waarbij cellen eiwitten synthetiseren op basis van genetische informatie. Het omvat transcriptie van DNA naar RNA, translatie van mRNA naar polypeptide en posttranslationele modificaties die de functie en stabiliteit bepalen. Het proces vindt plaats in verschillende celcompartimenten en wordt streng gereguleerd.

Tijdens transcriptie wordt in de celkern van eukaryoten een DNA-segment kopiëerd naar messenger-RNA (mRNA) door RNA-polymerase II. Het premRNA ondergaat capping, polyadenylering en splicing tot een rijp mRNA, dat het cytoplasma kan verlaten. In prokaryoten ontbreken kern en splicing; transcriptie en translatie kunnen gelijktijdig plaatsvinden.

Translatie vindt plaats op ribosomen. Het mRNA wordt gelezen in codons; tRNA levert aminozuren die worden gekoppeld tot een polypeptide, waarbij peptidbindingen ontstaan. Initiatie vereist startfactoren en het startcodon AUG; elongatie voegt aminozuren toe telkens met GTP als energiebron; terminatie gebeurt bij een stopcodon.

Na translatie ondergaan veel eiwitten posttranslationele modificaties zoals vouwen, glycosylering en disulfidebindingen. Vaak passeren ze het endoplasmatisch reticulum en Golgi-apparaat voor verdere maturatie en lokalisatie. Signaalpeptiden bepalen of een eiwit in cytosol, ER, membranen of organellen terechtkomt; chaperonnes bevorderen vouwen en kwaliteitscontrole verwijdert misgevouwen eiwitten.

De eiwitvorming wordt op meerdere niveaus gereguleerd: transcriptie, mRNA-stabiliteit, translatie en afbraak. Fouten kunnen ziekten veroorzaken; cellen gebruiken kwaliteitscontrole en de ubiquitine-proteasoomroute om misvormde eiwitten te verwijderen. In prokaryoten komen transcriptie en translatie vaak tegelijk voor.