Vsebina
Ena najpomembnejših funkcij živih celic je proizvajanje beljakovin, potrebnih za preživetje organizma. Beljakovine dajejo organizmu obliko in strukturo in kot encimi uravnavajo biološko aktivnost. Da bi ustvarila beljakovine, mora celica prebrati in razlagati genetske informacije, shranjene v njeni deoksiribonukleinski kislini ali DNK. Mesta sinteze celičnih beljakovin so ribosomi, ki so lahko prosti ali vezani. Pomembnost prostega ribosoma je, da se tam začne sinteza beljakovin.
DNA in RNA
DNK je dolga molekularna veriga, sestavljena iz izmeničnih skupin sladkorja in fosfatov. Ena od štirih možnih nukleotidnih baz, ki vsebujejo dušik - A, C, T in G - visi od vsakega sladkorja. Zaporedje baz vzdolž verige DNA določa zaporedje aminokislin, ki tvorijo beljakovine. Ribonukleinska kislina ali RNA prenaša komplementarno kopijo dela molekule DNA - gena - ribosomom, ki so drobna zrnca, sestavljena iz RNA in beljakovin. RNA je podobna DNK, le da njene sladkorne skupine vsebujejo dodaten atom kisika in nadomešča U nukleotidno osnovo za bazo DN-ja. Ribosomi ustvarjajo beljakovine v skladu s podatki, shranjenimi v messengerju RNA ali mRNA.
Komplementarno kodiranje
Pravila za prepis DNK v RNA določajo ujemanje med bazami na genu in bazami na mRNA. Na primer, baza A v genu določa U bazo v mRNA nizu. Podobno baze T, C in G gena določajo baze A, G in C v mRNA. Genetska informacija, ki jo vsebuje mRNA, ima obliko trojčkov nukleotidnih baz, imenovanih kodoni. Na primer, DNK triplet TAA ustvari RNA triplet UTT. Vlakci DNK in RNK zato vsebujejo komplementarne, vendar edinstvene informacije, kodirane v zaporedju nukleotidnih baz. Skoraj vsaka trojna kodira specifično aminokislino, čeprav nekaj trojčkov določa konec gena. Več različnih trojčkov lahko kodira isto aminokislino.
Ribosomi
Celica proizvaja ribosome neposredno iz ribosomske RNA ali rRNA, kodirane s specifičnimi geni DNA. RRNA se kombinira z beljakovinami in tvori velike in majhne podenote. Obe podenoti se združita le med sintezo beljakovin. V prokariotski celici - to je celici brez organiziranega jedra - podenota ribosoma prosto plava znotraj celične tekočine ali citosola. V evkariontih encimi v jedru celice tvorijo ribosomske podenote. Jedro nato izvozi podenote v citosol. Nekateri ribosomi se lahko pri gradnji beljakovin začasno vežejo na celično organelo, imenovano endoplazemski retikulum, ali ER, drugi ribosomi pa ostanejo prosti, ko sintetizirajo beljakovine.
Prevod
Manjša podenota prostega ribosoma se zgradi za nit mRNA, da začne sintezo beljakovin. Večja podenota se nato priklopi in začne prevajati vsak kodon mRNA. To pomeni izpostavitev in pozicioniranje vsakega mRNA kodona, tako da lahko encimi prepoznajo in pritrdijo aminokislino, ki ustreza trenutnemu kodonu. Molekula prenosne RNK ali tRNA se s komplementarnim antikodonom zaklene v večjo podenoto, njeno označeno aminokislino. Encimi nato aminokislino prenesejo v rastočo beljakovinsko verigo, iztrošijo porabljeno tRNA za ponovno uporabo in izpostavijo naslednji mRNA kodon. Ko konča, ribosom sprosti novi protein in obe podenoti se ločita.