ცილის ბიოსინთეზის პროცესი ძალზე მნიშვნელოვანია უჯრედისთვის. ვინაიდან ცილები რთული ნივთიერებებია, რომლებიც მთავარ როლს ასრულებენ ქსოვილებში, ისინი შეუცვლელია. ამ მიზეზით, უჯრედში რეალიზდება ცილის ბიოსინთეზის პროცესების მთელი ჯაჭვი, რომელიც მიმდინარეობს რამდენიმე ორგანელაში. ეს უზრუნველყოფს უჯრედების რეპროდუქციას და არსებობის შესაძლებლობას.
ცილების ბიოსინთეზის პროცესის არსი
პროტეინის სინთეზის ერთადერთი ადგილი არის უხეში ენდოპლაზმური რეტიკულუმი. აქ მდებარეობს რიბოზომების დიდი ნაწილი, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ფორმირებაზე. თუმცა, სანამ ტრანსლაციის ეტაპი (ცილის სინთეზის პროცესი) დაიწყება, საჭიროა გენის გააქტიურება, რომელიც ინახავს ინფორმაციას ცილის სტრუქტურის შესახებ. ამის შემდეგ საჭიროა დნმ-ის ამ მონაკვეთის (ან რნმ-ის, თუ ბაქტერიული ბიოსინთეზი განიხილება) კოპირება.
დნმ-ის კოპირების შემდეგ საჭიროა მესინჯერ რნმ-ის შექმნის პროცესი. მის საფუძველზე განხორციელდება ცილოვანი ჯაჭვის სინთეზი. უფრო მეტიც, ყველა ეტაპი, რომელიც ხდება ნუკლეინის მჟავების ჩართვით, უნდა მოხდეს უჯრედის ბირთვში. თუმცა, აქ არ ხდება ცილის სინთეზი. Ეს არისადგილი, სადაც ტარდება ბიოსინთეზისთვის მზადება.
რიბოსომული ცილის ბიოსინთეზი
მთავარი ადგილი, სადაც ხდება ცილის სინთეზი, არის რიბოსომა, უჯრედის ორგანელა, რომელიც შედგება ორი ქვედანაყოფისგან. უჯრედში ასეთი სტრუქტურების დიდი რაოდენობაა და ისინი ძირითადად განლაგებულია უხეში ენდოპლაზმური რეტიკულუმის გარსებზე. ბიოსინთეზი თავისთავად შემდეგნაირად ხდება: უჯრედის ბირთვში წარმოქმნილი მესინჯერი რნმ ბირთვული ფორების მეშვეობით გამოდის ციტოპლაზმაში და ხვდება რიბოსომას. შემდეგ mRNA იძირება რიბოსომის ქვედანაყოფებს შორის არსებულ უფსკრულისკენ, რის შემდეგაც ფიქსირდება პირველი ამინომჟავა.
ადგილი, სადაც ხდება ცილის სინთეზი, ამინომჟავები მიეწოდება გადამტანი რნმ-ის დახმარებით. ერთ ასეთ მოლეკულას შეუძლია ერთდროულად მოიტანოს ერთი ამინომჟავა. ისინი უერთდებიან თავის მხრივ, მესინჯერ რნმ-ის კოდონის თანმიმდევრობის მიხედვით. ასევე, სინთეზი შეიძლება შეჩერდეს გარკვეული ხნით.
მრნმ-ის გასწვრივ გადაადგილებისას, რიბოსომას შეუძლია შეაღწიოს იმ ადგილებში (ინტრონები), რომლებიც არ აკოდებენ ამინომჟავებს. ამ ადგილებში რიბოსომა უბრალოდ მოძრაობს mRNA-ს გასწვრივ, მაგრამ ჯაჭვს არ ემატება ამინომჟავები. როგორც კი რიბოსომა მიაღწევს ეგზონს, ანუ იმ ადგილს, სადაც კოდირებულია მჟავა, მაშინ ის ხელახლა მიემაგრება პოლიპეპტიდს.
ცილების პოსტინთეტიკური მოდიფიკაცია
მას შემდეგ, რაც რიბოსომა მიაღწევს მესინჯერ რნმ-ის გაჩერების კოდონს, სრულდება პირდაპირი სინთეზის პროცესი. თუმცა, მიღებულ მოლეკულას აქვს პირველადი სტრუქტურა და ჯერ ვერ ასრულებს მისთვის დაცულ ფუნქციებს. სრულად ფუნქციონირებისთვის მოლეკულაუნდა იყოს ორგანიზებული გარკვეულ სტრუქტურად: მეორადი, მესამეული ან კიდევ უფრო რთული - მეოთხეული.
პროტეინის სტრუქტურული ორგანიზაცია
მეორადი სტრუქტურა - სტრუქტურული ორგანიზაციის პირველი ეტაპი. მის მისაღწევად, პირველადი პოლიპეპტიდური ჯაჭვი უნდა დახვეული (ალფა სპირალის წარმოქმნა) ან დაკეცილი (შექმნას ბეტა ფენები). შემდეგ, სიგრძის გასწვრივ კიდევ უფრო ნაკლები სივრცის დასაკავებლად, მოლეკულა კიდევ უფრო იკუმშება და ბურთად იქცევა წყალბადის, კოვალენტური და იონური ბმების, აგრეთვე ატომთაშორისი ურთიერთქმედების გამო. ამრიგად, მიიღება ცილის გლობულური სტრუქტურა.
ოთხტერნული ცილის სტრუქტურა
მეოთხეული სტრუქტურა ყველაზე რთულია. იგი შედგება რამდენიმე განყოფილებისგან გლობულური სტრუქტურით, რომლებიც დაკავშირებულია პოლიპეპტიდის ფიბრილარული ძაფებით. გარდა ამისა, მესამეული და მეოთხეული სტრუქტურა შეიძლება შეიცავდეს ნახშირწყლების ან ლიპიდების ნარჩენებს, რაც აფართოებს ცილის ფუნქციების სპექტრს. კერძოდ, გლიკოპროტეინები, ცილების და ნახშირწყლების რთული ნაერთები, არის იმუნოგლობულინები და ასრულებენ დამცავ ფუნქციას. ასევე, გლიკოპროტეინები განლაგებულია უჯრედის მემბრანებზე და მოქმედებს როგორც რეცეპტორები. თუმცა, მოლეკულა მოდიფიცირებულია არა იქ, სადაც ხდება ცილის სინთეზი, არამედ გლუვ ენდოპლაზმურ რეტიკულუმში. აქ არის ლიპიდების, ლითონების და ნახშირწყლების მიმაგრების შესაძლებლობა ცილის დომენებზე.
