Սպիտակուցների կենսասինթեզի գործընթացը չափազանց կարևոր է բջջի համար։ Քանի որ սպիտակուցները բարդ նյութեր են, որոնք մեծ դեր են խաղում հյուսվածքներում, դրանք անփոխարինելի են: Այդ իսկ պատճառով բջջում իրականացվում է սպիտակուցի կենսասինթեզի պրոցեսների մի ամբողջ շղթա, որը տեղի է ունենում մի քանի օրգանելներում։ Սա երաշխավորում է բջիջների վերարտադրությունը և գոյության հնարավորությունը։
Սպիտակուցների կենսասինթեզի գործընթացի էությունը
Սպիտակուցի սինթեզի միակ վայրը կոպիտ էնդոպլազմիկ ցանցն է: Այստեղ է գտնվում ռիբոսոմների հիմնական մասը, որոնք պատասխանատու են պոլիպեպտիդային շղթայի ձևավորման համար։ Սակայն մինչ թարգմանության փուլը (սպիտակուցի սինթեզի գործընթացը) սկսվելը, պահանջվում է գենի ակտիվացում, որը պահպանում է սպիտակուցի կառուցվածքի մասին տեղեկությունը։ Դրանից հետո անհրաժեշտ է պատճենել ԴՆԹ-ի այս հատվածը (կամ ՌՆԹ-ն, եթե դիտարկվում է բակտերիալ կենսասինթեզը):
ԴՆԹ-ն պատճենելուց հետո անհրաժեշտ է մեսենջեր ՌՆԹ-ի ստեղծման գործընթացը: Դրա հիման վրա կկատարվի սպիտակուցային շղթայի սինթեզ։ Ավելին, բոլոր փուլերը, որոնք տեղի են ունենում նուկլեինաթթուների ներգրավմամբ, պետք է տեղի ունենան բջջի միջուկում: Այնուամենայնիվ, այստեղ չէ, որ տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզ: Սավայրը, որտեղ իրականացվում են կենսասինթեզի նախապատրաստական աշխատանքները։
Ռիբոսոմային սպիտակուցի կենսասինթեզ
Գլխավոր տեղը, որտեղ տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզը, ռիբոսոմն է՝ երկու ենթամիավորներից կազմված բջջային օրգանել։ Բջջում կան հսկայական թվով նման կառույցներ, և դրանք հիմնականում տեղակայված են կոպիտ էնդոպլազմիկ ցանցի թաղանթների վրա։ Կենսասինթեզն ինքնին տեղի է ունենում հետևյալ կերպ. բջջային միջուկում ձևավորված սուրհանդակ ՌՆԹ-ն միջուկային ծակոտիների միջով դուրս է գալիս ցիտոպլազմա և հանդիպում ռիբոսոմի հետ: Այնուհետև mRNA-ն մղվում է ռիբոսոմի ենթամիավորների միջև եղած բացը, որից հետո ամրացվում է առաջին ամինաթթուն։
Այնտեղ, որտեղ տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզ, ամինաթթուները մատակարարվում են տրանսֆերային ՌՆԹ-ի օգնությամբ: Նման մոլեկուլը կարող է միաժամանակ մեկ ամինաթթու բերել: Նրանք հերթով միանում են՝ կախված սուրհանդակային ՌՆԹ-ի կոդոնային հաջորդականությունից։ Նաև սինթեզը կարող է որոշ ժամանակով դադարեցվել։
ՄՌՆԹ-ի երկայնքով շարժվելիս ռիբոսոմը կարող է մտնել տարածքներ (ինտրոններ), որոնք չեն ծածկում ամինաթթուները: Այս վայրերում ռիբոսոմը պարզապես շարժվում է mRNA-ի երկայնքով, սակայն շղթային ամինաթթուներ չեն ավելացվում։ Հենց որ ռիբոսոմը հասնում է էկզոնին, այսինքն՝ թթվի կոդավորման վայրին, այն նորից միանում է պոլիպեպտիդին։
Սպիտակուցների հետսինթետիկ փոփոխություն
Այն բանից հետո, երբ ռիբոսոմը հասնում է սուրհանդակ ՌՆԹ-ի կանգառի կոդոնին, ավարտվում է ուղղակի սինթեզի գործընթացը։ Այնուամենայնիվ, ստացված մոլեկուլն ունի առաջնային կառուցվածք և դեռ չի կարող կատարել իրեն վերապահված գործառույթները։ Ամբողջությամբ գործելու համար մոլեկուլըպետք է կազմակերպվի որոշակի կառուցվածքի մեջ՝ երկրորդական, երրորդական կամ նույնիսկ ավելի բարդ՝ չորրորդական։
Սպիտակուցի կառուցվածքային կազմակերպում
Միջնակարգ կառուցվածք՝ կառուցվածքային կազմակերպման առաջին փուլ. Դրան հասնելու համար առաջնային պոլիպեպտիդային շղթան պետք է ոլորվի (ձևավորի ալֆա խխունջներ) կամ ծալվի (ստեղծի բետա շերտեր): Այնուհետև երկարությամբ էլ ավելի քիչ տարածություն զբաղեցնելու համար մոլեկուլն էլ ավելի կծկվում և ոլորվում է գնդիկի մեջ ջրածնի, կովալենտային և իոնային կապերի, ինչպես նաև միջատոմային փոխազդեցությունների պատճառով: Այսպիսով ստացվում է սպիտակուցի գնդային կառուցվածքը։
Քառորդական սպիտակուցային կառուցվածք
Չորրորդական կառուցվածքը բոլորից ամենաբարդն է: Այն բաղկացած է գնդաձեւ կառուցվածքով մի քանի հատվածներից՝ կապված պոլիպեպտիդի ֆիբրիլային թելերով։ Բացի այդ, երրորդ և չորրորդական կառուցվածքը կարող է պարունակել ածխաջրածին կամ լիպիդային մնացորդ, որն ընդլայնում է սպիտակուցային ֆունկցիաների սպեկտրը: Մասնավորապես, գլիկոպրոտեինները՝ սպիտակուցների և ածխաջրերի բարդ միացությունները, իմունոգոլոբուլիններ են և կատարում են պաշտպանիչ գործառույթ։ Բացի այդ, գլիկոպրոտեինները տեղակայված են բջջային թաղանթների վրա և աշխատում են որպես ընկալիչներ: Այնուամենայնիվ, մոլեկուլը փոփոխվում է ոչ թե այնտեղ, որտեղ տեղի է ունենում սպիտակուցի սինթեզ, այլ հարթ էնդոպլազմիկ ցանցում: Այստեղ կա սպիտակուցային տիրույթներին լիպիդներ, մետաղներ և ածխաջրեր կցելու հնարավորություն։
