Белки: от генов к деградации

В биологической системе ДНК кодирует РНК, а нуклеотидная последовательность в РНК в дальнейшем определяет аминокислотную последовательность в белке. Это называется &#8220Центральная догма молекулярной биологии” – термин, введенный Фрэнсисом Криком.  Центральная догма – твердый принцип в биологии, который определяет поток генетической информации внутри любой формы жизни. Два основных шага в центральной догме – транскрипция и трансляция.

Транскрипция – это синтез молекул РНК с помощью РНК-полимеразы и других дополнительных белков с использованием ДНК в качестве матрицы. Она происходит в три фазы – инициация, элонгация и терминация, и приводит к незрелым молекулам РНК, которые нуждаются в дальнейшем процессинге. Тогда как у эукариот весь процесс транскрипции происходит внутри отделенного клеточного ядра, транскрипция у прокариот происходит в самой цитоплазме. Кроме того, в то время как прокариоты обладают только одним типом РНК-полимеразы, эукариотические клетки имеют три типа РНК-полимеразы – I, II и III – для транскрипции различных классов РНК.

У эукариот процессинг молекул пре-мРНК в зрелую мРНК обычно происходит одновременно с транскрипцией. Это также необходимо для их транспорта в цитоплазму, где они могут быть транслированы в белок. Рибосомы в цитоплазме декодируют молекулы мРНК с помощью молекул тРНК и синтезируют цепочку аминокислот. Именно внутри рибосом образуются пептидные связи между аминокислотами, что приводит к образованию полипептида. Позднее этот полипептид превращается в активный белок, который может выполнять свои функции в клетке.

Любые дефекты всего этого процесса могут нанести вред клетке. Поэтому клетки проводят проверки качества на разных этапах, чтобы гарантировать синтез нужного белка. Следовательно, любая синтезированная дефектная РНК или белковая молекула разрушается с помощью заранее определенных механизмов.