SINTEZA PROTEINELOR

SINTEZA PROTEINELOR

Pentru sinteza proteinelor celulele utilizeaza numai 20 aminoacizi ("esentiali" - tabelul 1.2). Structura lanturilor polipeptidice ce alcatuiesc proteinele este controlata de catre gene.

Tabelul 1.2

Aminoacizii "esentiali"

^Genele sunt entitati elementare ale ereditatii, dispuse liniar pe cromozomi. Din punct de vedere molecular, genele reprezinta întreaga secventa de acizi nucleici (secventa ADN) necesara sintezei unui polipeptid functional, sau unei secvente de ARN. La organismele diploide fiecare gena exista în dublu exemplar (câte una pe fiecare cromozom omolog), genele perechi numindu-se alele. Totalitatea genelor dintr-o celula se numeste genom.

Acizii nucleici sunt polimeri liniari formati din patru tipuri de mononucleo-tide. ADN contine nucleotidele adenina (A), citidina (C), guanina (G) si timidina (T). ARN contine nucleotidele adenina (A), citidina (C), guanina (G) si uridinâ (U). Cei 20 de aminoacizi sunt codificati de grupuri de câte 3 nucleotide, denumite codoni. Totalitatea codonilor se numeste cod genetic (tabelul 1.3). Din cei 64 codoni posibili (4³) doar 61 codifica aminoacizi. Codul genetic este degenerat (în sensul ca este redundant), deoarece acelasi aminoacid poate fi codificat de mai multi codoni.

Tabelul 1.3

Codul genetic (corespondenta ARN - aminoacizi)

Sinteza proteinelor debuteaza cu sin­teza ARNm în nucleu pe baza ADN, fenomen denumit transcriere. Moleculele de ARNm parasesc nucleul prin porii nucleari, ajun­gând în citoplasma. Sinteza lanturilor poli-peptidice pe baza informatiei furnizate de ARNm (secventa de aminoacizi) se numeste translatie si necesita participarea ribozomilor.

Sinteza proteinelor presupune mai multe etape:

initierea - atasarea moleculei de
metionina de ARN-ul de transport (tARN)
corespunzator - tARN^Mcl; asamblarea
tARN^Mct cu subunitatea ribozomala mica,
o molecula de GTP si molecula de ARNm;
ulterior aceste complexe se asociaza cu
subunitatea ribozomala mare, formând un
ribozom functional;

elongarea - în aceasta etapa lantul
polipeptidic creste în lungime prin atasarea
de noi aminoacizi, secventa fiind stabilita
prin complementaritatea dintre ARNm si
moleculele de tARN;

i- terminarea^- elongarea continua pâna se ajunge la unul dintre codonii UGA, UAA sau UAG; translatia este încheiata prin interventia unei proteine numita factor de terminare, cu eliberarea polipeptidului si disocierea subunitatilor ribo/omale.

Lanturile polipcptidice care urmeaza sa ramâna în citosol sau sa ajunga în oip.iimlc, precum si mitocondria si peroxizomii, sunt sintetizate de catre poliribo-y.omn liberi tlin citoplasma.

Proteinele destinate exportului sau altor compartimente diferite de citosol (ex: aparat (îolgi, lizozomi, membrana celulara) sunt sintetizate în ribozomii atrasi rcticulului endoplasmic rugos. Pe masura ce sunt sintetizate, lanturile polipeptidice ajung în lumcnul rcticulului, unde au loc primele modificari posttranslationale (protcolizâ si glicozilare). Ulterior aceste molecule sunt transportate prin microvezicule la aparatul Golgi unde sufera modificari care vor stabili forma finala a proteinei. La nivelul ultimei cisterne golgiene, proteinele destinate exportului sunt împachetate în vezicule de secretie si ulterior exocitate (veziculele de secretie fuzioneaza cu membrana celulara, iar proteinele sunt eliberate în spatiul extracelular).

Secventa parcursa de proteinele destinate exportului se numeste ciclu secretor (fig. 1.8).

CICLUL CELULAR

Celulele au proprietatea de a creste si a se divide. Celulele eucariote se divid prin mitoza.

Mitoza este modalitatea de diviziune celulara în care fiecare din celulele fiice primeste un cariotip identic cu cel al celulei din care provin. Desi este un proces continuu, mitoza comporta mai multe faze:

Profaza. Este caracterizata prin împachetarea treptata a cromatinei nucleare, cromozomii devenind din ce în ce mai evidenti. Anvelopa nucleara,începe sa de dezorganizeze, iar centriolii migreaza spre polii opusi ai celulei, între ei formându-se fusul

de diviziune. Unii microtubuli ai fusului de diviziune se întind de la un centriol la altul, iar altii se întind de la centrioli pâna la cinetocor.

Metafaza. Cromozomii migreaza spre planul ecuatorial al celulei, unde se aliniaza. La sfârsitul fazei, cele doua cromatide se separa.

Anafaza. Fiecare cromatida migreaza spre câte un pol al celulei urmarind directia microtubulilor din fusul de diviziune. La sfârsitul fazei începe sa devina vizibila diviziunea corpului celulei mama prin citokinesis.

Telofaza. Reapar nucleii în cele doua celule fiice, iar cromozomii se desfac, fiind mai putin evidenti. Dispare fusul de diviziune si se definitiveaza cilokinesis(se separa cele doua celule).

Intervalul de timp ce se scurge de la intrarea fiecarei celule nou formate într-o noua mitoza se numeste interfaza. Aceasta se împarte si ea în mai multe faze:

G, - este o faza activa, în care celula creste, procesele de sinteza fiind extrem de active.

S - este denumita si faza de sinteza deoarece are loc replicarea semi-conServativa a ADN-ului (sau replicarea cromozomilor - sinteza unei noi molecule de ADN pe baza moleculei preexistente; a helix-ul dublu de ADN se desface, pe fiecare din catenelc omoloage sintetizându-se o noua catena complementara. Fiecare molecula de ADN nou formata este alcatuita dintr-o catena provenita din molecula de ADN originala si o catena nou sintetizata). La sfârsitul acestei faze se dubleaza cantitatea de 'ADN din nucleu.

G₂ - reprc/ihta perioada de timp scursa între faza S si urmatoarea mitoza.

Alternanta dintre mitoza si interfaza este cunoscuta sub numele de ciclu celular (lift. l .9); Pentru celulele care nu se divid continuu, ciclul celular poate fi suspendat temporar siwpermanent (cx: neuronii). Aceste celule parasesc ciclul si progresea/.a de la (i, la un studiu numit G_Q