proteiinisynteesissä

Proteiinisynteesi tarkoittaa solujen prosessia, jossa geenien ohjeet muutetaan aminohappoketjuiksi ja lopulta toimiviksi proteiineiksi. Siihen sisältyy translataatio, jossa mRNA:n informaatio luetaan ja siihen liitetään oikeat aminohapot, sekä proteiinien kypsyminen ja jälkimuokkaukset. Sijainti solussa riippuu solu- ja proteiinityypistä: prokaryooteilla suurin osa synteesistä tapahtuu vapaina ribosomeina solulimassa, kun taas eukaryooteilla osa proteiineista syntyy karkeassa endoplasmakalvostossa ja osa vapaina ribosomeina.

Translaatio alkaa, kun ribosomi kiinnittyy mRNA:n aloituskohtaan ja aloitus-tRNA kantaa aloitusaminohapon. Eukaryooteissa aloitusaminohappo on metioniini, prokaryooteissa formyloitu metioniini. Initiation-tekijät sekä elongation-tekijät kokoavat ribosomin ja ohjaavat seuraavien kodonien lukemisen. Elongaation aikana tRNA:t tuovat oikeat aminohapot ja peptidiketju kasvaa, kun jokainen kodon luetaan kolmesta nukleotidista. Energiaksi käytetään GTP:ta. Prosessi jatkuu, kunnes lopetuskodonit (UAA, UAG, UGA) saavutetaan ja release-tekijät vapauttavat syntyneen proteiinin.

Jälkimuokkaukset ja proteiinien kypsyminen ovat yleisiä: proteiinit voivat saada kolmiulotteisen rakenteensa oikeaksi, sekä erilaisia modifikaatioita kuten glykosylöintiä, fosforylaatiota tai leikkaamisia. Kypsyminen ja lajittelu tapahtuvat usein endoplasmakalvostossa tai muissa solukoristeiden tiloissa, joissa proteiinit ohjataan oikeaan soluun tai rakenteeseen.

Proteiinisynteesiä säädellään monilla tasoilla. Translaation kiihtyvyys ja kesto sekä mRNA:n määrä ja paikallinen ympäristö vaikuttavat tuotannon nopeuteen. Laatu- ja tuottavuusvalvonta pyrkivät varmistamaan virheettömien proteiinien syntymisen ja voivat torjua virheellisiä proteiineja proteasomien avulla.