Proteosyntéza

Proteosyntéza (iné názvy: syntéza bielkovín, syntéza proteínov) je proces tvorby bielkoviny. Môže to byť prirodzený proces v živých bunkách (nazývaný aj: biosyntéza bielkovín, biosyntéza proteínov alebo proteosyntéza/syntéza bielkovín/syntéza proteínov v užšom zmysle) alebo umelý (či čiastočne umelý) proces.

Biosyntéza bielkovín

Proces vzniku bielkovín v bunke pozostáva z troch fáz:

• 1. transkripcia – toto je prepis informácie z DNA do mRNA; uskutočňuje sa (u eukaryotov) v jadre bunky
• 2. translácia – toto je prevod informácie z mRNA do určitej postupnosti aminokyselín, a teda vlastná tvorba bielkoviny; uskutočňuje sa v ribozómoch
• 3. posttranslačné úpravy bielkoviny – toto sú určité následné úpravy bielkovín; uskutočňujú sa často v endoplazmatickom retikulu alebo Golgiho aparáte

Názov (bio)syntéza bielkovín/proteínov či proteosyntéza sa v literatúre používa značne nejednotne: Niekedy sa ním označuje len translácia (t. j. bod 2), inokedy všetky tri vyššie uvedené fázy (t. j. body 1 – 3), alebo len prvé dve fázy (t. j. body 1 a 2), alebo len posledné dve fázy (t. j. body 2 a 3). Bez ohľadu na pomenovanie vlastný okamih vzniku bielkoviny každopádne nastáva na konci druhej fázy, teda na konci translácie.^{[1][2][3][4][5][6][7][8]}

Nasleduje opis translácie. O transkripcii a posttranslačných úpravách pozri články transkripcia (genetika) a posttranslačná úprava.

Translácia^[9]

Proteosyntéza sa začína iniciačnou tRNA, teda tou, ktorá nesie metionín. Tá sa naviaže na malú ribozomálnu podjednotku a začne pomaly prechádzať molekulu mRNA od 5' konca. Hneď ako objaví iniciačnú sekvenciu AUG, naviaže sa a translácia začína. Na ďalšie sekvencie (kodóny) nasadajú ďalšie tRNA podľa komplementarity báz (systém kodón na mRNA – antikodón na tRNA). Každá tRNA má na opačnom konci aminokyselinu. Medzi prinesenými aminokyselinami vznikajú peptidové väzby. Za túto časť translácie – elongáciu – je zodpovedná najmä veľká ribozomálna podjednotka. Hneď ako zostáva už len kodón bez zmyslu (terminačný), proteosyntéza je ukončená a vzniknuté polypeptidové vlákno môže byť ďalej v bunke upravované na požadovanú bielkovinu.

Drsné endoplazmatické retikulum (s ribozómami) sa špecializuje na tvorbu transmembránových proteínov (rôzne iónové kanály alebo receptory) alebo bielkovín určených "na zabalenie", ktoré sa zabudujú dovnútra membrán (sekrečné granuly, lyzozómy). Naopak voľné ribozómy sa podieľajú predovšetkým na tvorbe cytoplazmatických bielkovín (enzýmy, atď.).

Umelá a poloumelá syntéza bielkovín

Takáto syntéza môže mať tieto podoby:^{[10][11][12][13][14]}

• expresia rekombinantných bielkovín/proteínov: Pri tejto metóde sa do živej bunky vloží rekombinantná (teda umelo vytvorená) DNA a nasledujú viac-menej procesy ako pri biosyntéze bielkoviny. Variantom tejto metódy je tzv. bezbunková syntéza bielkovín (=in vitro syntéza bielkovín), pri ktorej sa DNA (alebo alternatívne mRNA) vkladá nie do živej bunky, ale len do časti mŕtvej bunky (resp. do časti materiálu z bunky).
• chemická syntéza bielkovín: Pri tejto metóde sa čisto umelými chemickými postupmi spájajú aminokyseliny. Ide v podstate o syntézu (určitých) peptidov. Podrobnosti pozri v článku syntéza peptidov.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Proteosyntéza

Externé odkazy

Chemický portál Biologický portál Medicínsky portál

• Genetika (po česky)
• Vynikajúce video o proteosyntéze (en)

Referencie

1. biosyntéza bielkovín. In: Malá encyklopédia chémie, 1981, S. 144
2. proteosyntéza. In: Malá encyklopédia biológie 1975, S. 403 – 404
3. genetická informácia. In: Encyclopaedia Beliana 5, S. 85 – 86
4. HAVLIŠ, J. Proteomika 2012
5. Translation; posttranslationale Modifikationen. In: Lexikon der Biologie. [CD-ROM] München : Elsevier, Spektrum, Akad. Verl., 2005. ISBN 3-8274-0342-1.
6. STREBLOVÁ, Eva. Souhrnné texty z chemie pro přípravu k přijímacím zkouškám II.. [s.l.] : Karolinum Press, 2014. 238 s. ISBN 978-80-246-2242-2. S. 210 – 212.
7. ČÁRSKY, Jozef. Chémia pre 3. ročník gymnázií. 3. vyd. Bratislava : Slovenské pedagogické nakladateľstvo, 1993. 242 s. ISBN 80-08-02093-8. S. 146 – 148.
8. proteosyntéza; translate. In: Malá československá encyklopedie
9. Preklad článku cz:Proteosyntéza z českej wikipédie.
10. Overview of Protein Expression [online]. thermofisher.com, [cit. 2021-08-05]. Dostupné online.
11. Hou, W., Zhang, X. & Liu, CF. Progress in Chemical Synthesis of Peptides and Proteins. Trans. Tianjin Univ. 23, 401 – 419 (2017). https://doi.org/10.1007/s12209-017-0068-8
12. Cell-Free Protein Synthesis or Expression [online]. sigmaaldrich.com, [cit. 2021-08-05]. Dostupné online.
13. [1]
14. Chemical Protein Synthesis Definition [online]. biologicscorp.com, 2016-06-24, [cit. 2021-08-05]. Dostupné online.