توضیح ساده ی مراحل درگیر در سنتز پروتئین

سنتز پروتئین یک فرآیند نسبتاً پیچیده است. مقاله ی زیر را بخوانید تا این فرآیند را همراه با مراحل فراوان و بی‏شمار آن درک کنید.
فرآیند ساخت پروتئین ها به عنوان سنتز شناخته می شود. مراحل فراوانی در این فرآیند وجود دارند که یک سلول تنها باید آنها را طی کند تا پروتئین تشکیل شود. DNA، RNA پیام رسان، RNA انتقالی، ریبوزوم، آنزیم های چند گانه و آمینو اسیدها عناصر مختلف درگیر در این سنتز هستند.
پروتئین، شامل زنجیره ی طولانی از آمینو اسیدها است که به هم دیگر متصل شده‏اند. از بین 20 آمینو اسید، 10 آمینو اسید زیر -واحد دارند که آب را جذب می کنند اما بقیه آب را جذب نمی کنند. فایده ی این اسیدها این است که قادر به تشکیل پیوندهای محکم و قوی هستند اما آمینو اسیدهایی که آب را جذب نمی کنند پیوندهای شکننده و ظریفی را ایجاد می کنند. در نتیجه ی این امر، چنین اسیدهایی توانایی این را دارند تا انعطاف پذیر باشند و هم چنین قادر هستند شکل خود را هر وقت خواستند تغییر دهند. ضروری‏ترین و حیاتی‏ترین جنبه ی این پروتئین ها این است که آرایش و ترتیب آمینو اسیدها وظیفه و عمل آنها را مشخص می کند.
مراحل سنتز پروتئین :
سه مرحله ی مهم وجود دارد که عبارتند از :
1. رونویسی
2. انتقالی
3. تفسیری
هر یک از این مراحل بعداً به مراحل کوچک‏تری تقسیم می شوند.

رونویسی :

در این مرحله، الگوی نوکلئوتیدها در نوع مارپیچ دوتایی DNA به طور ژنتیکی به یک رشته RNA پیام رسان تبدیل می شود. در این زمان 3 نوکلئوتید فرمانده یک آمینو اسید می شود. در یک رشته ی منفرد DNA، 1200 نوکلئوتید وجود دارد. در نتیجه باید 400 آمینو اسید تولید شده وجود داشته باشد که نماینده ی فقط یک ژن در یک رشته DNA هستند. چون تعداد فوق العاده عظیمی ژن در بدن انسان وجود دارد پس تصور عظمت این فرآیند می تواند سخت و دشوار باشد.

انتقالی :

این مرحله ای است که در آن آمینو اسید به یک انتهای RNA متصل می شود. یک کد ویژه ی سه نوکلئوتیدی در مرحله ی mRNA به انتهای دیگر متصل خواهد شد. انواع عظیمی از آمینو اسیدهای فعال کننده ی آنزیم ها وجود دارند. مراحل مختلف درگیر در این مرحله عبارتند از :

مرحله ی 1 :

مولکول ATP منفرد به درون آنزیم فعال کننده و مکانی که به طور ویژه برای آن طراحی شده است، می لغزد.

مرحله ی 2 :

سپس آمینو اسید در مکانی که به طور ویژه برای آن رزرو شده است، مستقر می شود.

مرحله ی 3 :

هم آمینو اسیدها و هم مولکول های ATP شروع به نزدیک شدن به یک دیگر می کنند تا این که با هم ترکیب شوند. این امر منجر به آزاد شدن دو فسفات می شود در نتیجه به آمینو اسید انرژی می بخشد.

مرحله ی 4 :

حالا رابط یا تنظیم کننده در محل رزرو شده ی خود کنار آمینو اسید مستقر می شود.

مرحله ی 5 :

آمینو اسید و رابط، شروع به حرکت به سمت یک دیگر می کنند و متعاقباً ترکیب می شوند.

مرحله ی 6 :

مولکول ATP آزاد می شود ولی فقط بعد از این که تمام انرژی خود را به پیوند داد.

مرحله ی 7 :

سرانجام آنزیم فعال کننده، رابط را تخلیه می کند که این رابط، یک آمینو اسید متصل به انتهای دیگر خود دارد.

تفسیری :

در این مرحله، یک آمینو اسید منفرد به رابط متصل می شود. به آمینو اسیدهای خیلی زیادی نیاز است تا یک پروتئین ساخته شود. در نتیجه باید مکانیزمی وجود داشته باشد که توسط آن اسیدها به هم متصل شوند تا یک پروتئین منفرد را تولید کنند. ریبوزوم ها این امر را ممکن می سازند. آنها کد نوکلئوتیدی را ترجمه و تفسیر می کنند و آن را به آمینو اسید صحیح و مناسب پیوند می دهند. مراحل درگیر در این مرحله در زیر لیست شده‏اند :

مرحله ی 1 :

بخش کوچک‏تر ریبوزوم RNA پیام رسان را جذب می کند.

مرحله ی 2 :

اولین 3 نوکلئوتید RNA پیام رسان با اولین رابط، جور و منطبق می شوند.

مرحله ی 3 :

حالا بخش بزرگ‏تر ریبوزوم به بخش کوچک‏تر متصل می شود.

مرحله ی 4 :

دومین رابط به مکانی که در سمت چپ رابط اولیه است می لغزد.

مرحله ی 5 :

اتصال دهنده های قبلی دو آمینو اسید در سمت انتهای پیوندهای رابط وجود دارند.

مرحله ی 6 :

رابط اولیه آزاد می شود چون RNA پیام رسان به سمت راست حرکت می کند. این حرکت یک منطقه ی خالی در سمت چپ دومین رابط ایجاد می کند. رابط آزاد شده دو آمینو اسید متصل در انتهای خود دارد.

مرحله ی 7 :

این فرآیند تا وقتی که رابط های بیشتر و بیشتری از راه می رسند، ادامه می یابد. رابط های جدید زنجیره های آمینو اسید خود را متصل می کنند و رابط های قدیمی آزاد می شوند. در نتیجه تعداد آمینو اسیدهای متصل به رابط افزایش می یابد.

مرحله ‏ی 8 :

فرآیند متوقف می شود؛ وقتی که آخرین کد 3 نوکلئوتیدی قادر نیست رابطی را پیدا کند که بتواند آن را نگه دارد.

مرحله ی 9 :

سپس ریبوزوم، mRNA را تخلیه می کند و پروتئین ها از زنجیره ی آمینو اسیدی شکل می گیرند.

مرحله ی 10 :

تعداد کثیری ریبوزوم وجود دارد که با هم دیگر کار می کنند تا پروتئین ها را تولید کنند. در نتیجه آنها به عنوان "کارخانه ی پروتئین ها" نیز شناخته می شوند.
جالب‏ترین واقعیت این است که برای هر آرایش و قرار گیری منحصر به فرد آمینو اسیدها، پروتئین متفاوتی شکل می گیرد.