proteïnesynthesis

Proteïnesynthese is het biologische proces waarbij cellen eiwitten produceren op basis van de informatie in het DNA. Eiwitten vervullen tal van functies, zoals structuur, enzymatische activiteit en regulatie van cellulaire processen. Het proces verloopt volgens het centrale dogma: DNA wordt getranscribeerd tot messenger-RNA (mRNA), waarna het mRNA wordt vertaald naar een polypeptideketen.

In cellen vindt transcriptionele activiteit meestal in de celkern plaats (bij eukaryoten), waarbij het mRNA rijpt door capping, polyadenylatie en splicing voordat het het cytoplasma bereikt. Bij prokaryoten kan transcriptie tegelijkertijd met translatie plaatsvinden, doordat geen kernmembraan aanwezig is.

Tijdens translatie binden mRNA en ribosomen en worden aminozuren aangevoerd door tRNA-molecule die geladen zijn door aminoacyl-tRNA-synthetasen. De genetische code bestaat uit drie-nucleotiden codons; het startcodon is doorgaans AUG en de stopcodons zijn UAA, UAG en UGA. De initiatie, elongatie en terminatie van de polypeptideketen worden gereguleerd door eiwitfactoren en GTP als energiebron.

Na synthese ondergaat het polypeptide vaak eiwitvouwing en verschillende post-translationele modificaties, zoals fosforylering, glycosylering of proteolyse. Sommige eiwitten blijven in het cytosol, anderen worden gefermenteerd naar het endoplasmatisch reticulum of naar andere organellen.

Ribosomen en translatie-machinerie variëren tussen eukaryoten en prokaryoten, en mitochondriën en chloroplasten beschikken over eigen ribosomen. Regulatie van proteïnesynthese omvat mRNA-stabiliteit, vertalingsefficiëntie en kwaliteitscontrole, soms met inzet van het ubiquitine-proteasoomsysteem. Antibiotica richten zich vaak op bacteriële ribosomen, wat de essentie van dit proces in geneeskunde onderstreept.