10.11 : Proteins: From Genes to Degradation

W systemie biologicznym DNA koduje RNA, a sekwencja nukleotydowa w RNA dalej definiuje sekwencję aminokwasów w białku. Nazywa się to "Centralnym Dogmatem Biologii Molekularnej" – terminem ukutym przez Francisa Cricka. Centralnym dogmatem jest niewzruszona zasada w biologii, która określa przepływ informacji genetycznej w każdej formie życia. Dwa podstawowe kroki w centralnym dogmacie to transkrypcja i tłumaczenie.

Transkrypcja to synteza cząsteczek RNA przez polimerazę RNA i inne białka pomocnicze przy użyciu DNA jako matrycy. Dzieje się to w trzech fazach - inicjacji, wydłużeniu i zakończeniu i prowadzi do przedwczesnych cząsteczek RNA, które muszą być dalej przetwarzane. Podczas gdy u eukariontów cały proces transkrypcji zachodzi wewnątrz zdefiniowanego jądra komórkowego; Transkrypcja u prokariontów zachodzi w samej cytoplazmie. Poza tym, podczas gdy prokariota mają tylko jeden typ polimerazy RNA, komórki eukariotyczne mają trzy typy polimerazy RNA - I, II i III do transkrypcji różnych klas RNA.

U eukariontów przetwarzanie cząsteczek pre-mRNA w dojrzałe mRNA zwykle odbywa się wraz z transkrypcją. Jest również niezbędny do jego transportu do cytoplazmy, gdzie może zostać przetłumaczony na białko. Rybosomy w cytoplazmie dekodują cząsteczki mRNA za pomocą cząsteczek tRNA i syntetyzują łańcuch aminokwasów. To właśnie w rybosomach między aminokwasami tworzą się wiązania peptydowe, co prowadzi do powstania polipeptydu. Ten polipeptyd jest później składany w aktywne białko, które może pełnić swoje funkcje wewnątrz komórki.

Wszelkie defekty w całym tym procesie mogą okazać się szkodliwe dla komórki. Dlatego komórki egzekwują kontrole jakości na różnych etapach, aby zapewnić syntezę odpowiedniego białka. Każda wadliwa cząsteczka RNA lub białka zsyntetyzowana jest zatem degradowana przez predefiniowane mechanizmy.