Eiwitsynthese
Deel van een serie artikelen over Biochemie |
 |
|---|
Ruimtelijke structuur van een enzym
Eiwit · Fosfolipide · Koolhydraat · Biopolymeer · Natuurproduct · Nucleïnezuur · Metaboliet · Sacharide · Vet · Vitamine
Anabolisme · Celademhaling · Eiwitsynthese · Enzymatische katalyse · Fotosynthese · Katabolisme · Oxidatieve fosforylering
Bio-informatica · Biofysica · Celbiologie · Enzymologie · Genetica · Immunologie · Moleculaire biologie · Structuurbiologie |
Portaal  Bio·Chemie |
Eiwitsynthese (ook proteïne- of eiwit-biosynthese) is het aanmaken van eiwitten, door polymerisatie van aminozuren, in de cellen van organismen. Autotrofe organismen synthetiseren hun eigen aminozuren, heterotrofe organismen verkrijgen hun aminozuren via de hydrolyse (spijsvertering) van eiwitten die ze uit voedsel betrekken.
Inhoud
1 Eiwitsynthese in het kort
2 Transcriptie
3 Translatie
4 Einde translatie, eiwitvouwing, verdere chemische aanpassingen
Eiwitsynthese in het kort
Eiwitten, zoals keratine, een eiwit in nagels en haren, of hemoglobine, voorkomend in rode bloedcellen, bestaan uit aminozuren en worden gemaakt in het cytoplasma door ribosomen. Er zijn duizenden ribosomen per cel. In een bacterie kan zelfs de helft van alle droge stof bestaan uit ribosomen. Ribosomen lezen de informatie van een boodschapper-RNA, messenger RNA of mRNA, en vertalen die in de aminozuurvolgorde van eiwitten, die essentieel is voor het uiteindelijke karakter van een eiwit.
Er zijn vele tienduizenden soorten mogelijke eiwitten, die worden gecodeerd op het DNA. Van DNA naar eiwit kan niet in een stap: DNA is verpakt in de celkern, terwijl ribosomen zich in het cytoplasma bevinden. Het DNA in de celkern wordt bij de transcriptiefase eerst gekopieerd naar mRNA, het mRNA verplaatst zich door de kernporiën naar het cytoplasma, en wordt dan herkend door ribosomen. Ribosomen koppelen bij de translatiefase vervolgens aminozuren aan elkaar op grond van de de codons van het mRNA. De volgorde van deze codons vormen de eiwitcode die opgeslagen ligt op, en afkomstig is van het DNA. Een mRNA codeert voor één soort eiwit.
De omzetting van aminozuren naar een nieuw eiwit gebeurt dus in twee stappen: transcriptie en translatie.
Transcriptie
Zie Transcriptie (biologie) voor het hoofdartikel over dit onderwerp.DNA is verpakt in de kern van een cel, daar vindt de transcriptie plaats. Tijdens de transcriptie splitst de dubbele helix die normaal bij een DNA-molecuul aanwezig is. Aan een deel van dit halve DNA wordt een stuk RNA gevormd. Na het vormen van dit mRNA wordt het DNA weer één geheel. Het gevormde mRNA vervolgt zijn weg, die begint bij het verlaten van de celkern, door de kernporiën. Als het mRNA de kernporiën verlaat komt het terecht in het cytoplasma. Hier vindt de translatie plaats.
Translatie
In het cytoplasma koppelt een mRNA-streng aan een ribosoom. Een ribosoom bestaat uit twee delen, elk een complex van eiwitten en RNA. Er zijn duizenden ribosomen per cel; in een bacterie kan zelfs de helft van alle droge stof bestaan uit ribosomen. Eiwitten bestaan uit aminozuren. Ribosomen lezen de informatie van mRNA, en vertalen die in een bepaalde aminozuurvolgorde van eiwitten, volgens een genetische code die voor alle organismen grotendeels dezelfde is.
Deze vertaling gaat als volgt: drie nucleobasen van de mRNA-streng (adenine, cytosine en guanine of uracil, die samen een codon vormen) worden vertaald naar één aminozuur in de eiwitketen. De volgende drie nucleotiden (codon) bepalen het volgende aminozuur in de keten, enzovoort.
Bij de ribosomen begint de eiwitvorming als het ribosoom een startcodon tegenkomt. Het start-codon bestaat uit de basen, achtereenvolgens A(denine), U(racil) en G(uanine). Deze basen vormen samen het aminozuur methionine.
Einde translatie, eiwitvouwing, verdere chemische aanpassingen
De eiwitvorming gaat door totdat het ribosoom een stopcodon tegenkomt. Er zijn drie verschillende stopcodons, namelijk UAA, UAG en UGA. Deze codons vormen geen aminozuur, waardoor ze niet als aminozuur aan worden gegeven in het gevormde eiwit.
Het eiwit belandt in het cytoplasma of in het ruw endoplasmatisch reticulum. Terwijl de eiwitketen wordt aangemaakt, rolt ze al meteen op tot haar driedimensionale structuur, die bepaald wordt door de aminozuurvolgorde.
Na de translatie kunnen eventueel nog wijzigingen aan het eiwit worden aangebracht: de posttranslationele modificaties. Deze modificaties worden verricht in het golgicomplex.
