perpaduan biosintesis

perpaduan
biosintesis
Artikel utama: Protein biosintesis
A ribosom menghasilkan protein dengan menggunakan mRNA sebagai template .
Urutan DNA dari gen mengkodekan urutan asam amino dari protein .

Protein dirakit dari asam amino menggunakan informasi yang dikodekan dalam gen . Setiap protein memiliki urutan asam amino unik yang ditentukan oleh urutan nukleotida pengkodean gen protein ini . Kode genetik adalah satu set tiga nukleotida set disebut kodon dan setiap kombinasi tiga nukleotida menunjuk asam amino , misalnya Agustus ( adenin - urasil - guanin ) adalah kode untuk metionin . Karena DNA berisi empat nukleotida , total jumlah kemungkinan kodon adalah 64 , maka, ada beberapa redundansi dalam kode genetik , dengan beberapa asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon [ 6 ] Gen dikodekan dalam DNA pertama kali ditranskripsi menjadi pra - . messenger RNA ( mRNA ) oleh protein seperti RNA polimerase . Sebagian besar organisme maka proses pra - mRNA ( juga dikenal sebagai transkrip primer) dengan menggunakan berbagai bentuk modifikasi pasca- transkripsi untuk membentuk mRNA matang , yang kemudian digunakan sebagai template untuk sintesis protein oleh ribosom . Pada prokariota mRNA baik dapat digunakan secepat itu diproduksi , atau terikat oleh ribosom setelah pindah dari nucleoid tersebut . Sebaliknya , eukariota membuat mRNA di inti sel dan kemudian mentranslokasi itu melintasi membran nuklir ke dalam sitoplasma , di mana sintesis protein kemudian terjadi . Tingkat sintesis protein lebih tinggi pada prokariota daripada eukariota dan dapat mencapai hingga 20 asam amino per detik . [ 7 ]

Proses sintesis protein dari template mRNA dikenal sebagai terjemahan . The mRNA dimuat ke ribosom dan membaca tiga nukleotida pada suatu waktu dengan cara mencocokkan masing-masing kodon untuk basis pasangan antikodon yang terletak pada transfer RNA molekul , yang membawa asam amino yang sesuai dengan kodon mengakui . Enzim aminoasil tRNA sintetase " tuduhan " molekul tRNA dengan asam amino yang benar . Meningkatnya polipeptida sering disebut rantai baru lahir . Protein selalu disentesis dari N - terminus ke C - terminus . [ 6 ]

Ukuran protein disintesis dapat diukur dengan jumlah asam amino yang dikandungnya dan dengan massa total molekul , yang biasanya dilaporkan dalam satuan dalton ( identik dengan unit massa atom ) , atau unit kilodalton derivatif ( kDa ) . Protein Ragi adalah rata-rata asam amino 466 panjang dan 53 kDa di massa . [ 5 ] Protein terbesar yang diketahui adalah titins , komponen dari otot sarkomer , dengan massa molekul hampir 3.000 kDa dan total panjang hampir 27.000 asam amino . [ 8 ]
sintesis kimia

Protein pendek juga dapat disintesis secara kimia oleh keluarga metode yang dikenal sebagai sintesis peptida , yang mengandalkan teknik sintesis organik seperti ligasi kimia untuk menghasilkan peptida dalam hasil tinggi . [ 9 ] sintesis kimia memungkinkan untuk pengenalan asam amino non - alam menjadi rantai polipeptida , seperti lampiran probe neon amino rantai samping asam . [ 10 ] metode ini berguna dalam biokimia laboratorium dan biologi sel , meskipun umumnya tidak untuk aplikasi komersial . Sintesis kimia tidak efisien untuk polipeptida lebih dari sekitar 300 asam amino , dan protein disintesis mungkin tidak mudah menganggap struktur tersier asli mereka . Sebagian besar metode sintesis kimia melanjutkan dari C - terminus untuk N - terminus , berlawanan reaksi biologis . [ 11 ]
struktur
Artikel utama: Struktur Protein
Informasi lebih lanjut : Protein prediksi struktur
Struktur kristal chaperonin tersebut . Chaperonins membantu protein folding .
Tiga kemungkinan representasi dari struktur tiga - dimensi dari isomerase fosfat triose protein . Kiri : representasi semua - atom diwarnai oleh jenis atom . Tengah : Sederhana representasi menggambarkan konformasi backbone , diwarnai oleh struktur sekunder . Kanan : representasi permukaan Solvent diakses diwarnai oleh jenis residu ( residu asam merah , residu dasar biru , residu kutub hijau , residu nonpolar putih)

Kebanyakan protein lipat menjadi struktur 3 - dimensi yang unik . Bentuk di mana protein alami lipatan dikenal sebagai konformasi asli . [ 12 ] Meskipun banyak protein dapat melipat tanpa bantuan , hanya melalui sifat-sifat kimia asam amino mereka, yang lain memerlukan bantuan molekul chaperone untuk melipat ke negara asal mereka . [ 13 ] Ahli biokimia sering menyebut empat aspek yang berbeda dari struktur protein : [ 14 ]

    Struktur primer : urutan asam amino . Sebuah protein adalah poliamida a .
    Struktur sekunder : teratur mengulangi struktur lokal distabilkan oleh ikatan hidrogen . Contoh yang paling umum adalah helix alpha , beta sheet dan bergantian . Karena struktur sekunder bersifat lokal , banyak daerah struktur sekunder yang berbeda dapat hadir dalam molekul protein yang sama .
    Struktur tersier : bentuk keseluruhan dari molekul protein tunggal, hubungan spasial dari struktur sekunder satu sama lain . Struktur tersier umumnya distabilkan oleh interaksi nonlokal , paling sering pembentukan inti hidrofobik , tetapi juga melalui jembatan garam , ikatan hidrogen , ikatan disulfida , dan modifikasi bahkan posttranslational . Istilah " struktur tersier " sering digunakan sebagai sinonim dengan flip istilah . Struktur tersier adalah apa yang mengontrol fungsi dasar protein .
    Struktur Kuarter : struktur yang dibentuk oleh beberapa protein molekul ( rantai polipeptida ) , biasa disebut subunit protein dalam konteks ini , yang berfungsi sebagai kompleks protein tunggal .

Protein adalah molekul tidak sepenuhnya kaku . Selain tingkat ini struktur , protein bisa berubah antara beberapa struktur terkait saat mereka menjalankan fungsi mereka . Dalam konteks penyusunan ulang ini fungsional , struktur tersier atau kuaterner biasanya disebut sebagai " konformasi " , dan transisi di antara mereka disebut perubahan konformasi . Perubahan tersebut sering disebabkan oleh pengikatan molekul substrat ke situs aktif enzim , atau wilayah fisik dari protein yang berpartisipasi dalam katalisis kimia . Dalam larutan protein juga mengalami variasi dalam struktur melalui getaran termal dan tabrakan dengan molekul lain . [ 15 ]
Permukaan molekul dari beberapa protein yang menunjukkan ukuran komparatif mereka . Dari kiri ke kanan adalah : imunoglobulin G ( IgG , antibodi ) , hemoglobin , insulin ( hormon ) , kinase siklase ( enzim ) , dan glutamin sintetase ( enzim ) .

Protein dapat informal dibagi menjadi tiga kelas utama, yang berkorelasi dengan khas struktur tersier : protein globular , protein berserat , dan protein membran . Hampir semua protein globular larut dan banyak yang enzim . Protein berserat sering struktural , seperti kolagen , komponen utama dari jaringan ikat , atau keratin , komponen protein rambut dan kuku . Protein membran sering berfungsi sebagai reseptor atau memberikan saluran untuk molekul polar atau dibebankan untuk melewati membran sel . [ 16 ]

Sebuah kasus khusus dari ikatan hidrogen intramolekul dalam protein , kurang terlindung dari serangan air dan karenanya mempromosikan dehidrasi mereka sendiri , yang disebut dehydrons . [ 17 ]