Inainte de a prezenta biosinteza proteinelor, doresc sa va aduc cateva informatii suplimentare care va vor ajuta sa intelegeti acest mecanism.
Am afirmat in bioclipurile anterioare ca nucleul este creierul celulei deoarece coordoneaza intreaga activitate celulara prin intermediul materialului genetic din structura sa. Materialul genetic al unei celule indeplineste doua functii majore: functia autocatalitica, reprezentata de replicatia ADN-ului si functia heterocatalitica reprezentata de biosinteza proteinelor.
Conform dogmei centrale a geneticii, informatia genetica se reproduce prin replicatie si este distribuita in mod egal, pe parcursul diviziunii celulare, in celulele fiice. Aceasta este decodificata, adica transformata intr-o proteina prin procesul de transcriptie si translatie. Macromolecula de ADN contine programul sintezei proteinelor. Sinteza proteinelor este determinata de succesiunea nucleotidelor din macromolecula de ADN.
Daca comparam macromolecula de ADN cu o biblioteca cu 30.000 de volume, iar in fiecare volum se afla reteta dupa care se poate sintetiza o anumita substanta, intelegem ca ADN-ul este o biblioteca cu 30.000 de gene iar informatia cuprinsa intr-o gena va determina sinteza unei anumite proteine.
Macromolecula de ADN este formata din doua lanturi polinucleotidice infasurate elicoidal in jurul unui ax comun si formand un dublu-helix, forma sub care genele nu se pot exprima. In momentul in care in celula este nevoie sa se sintetizeze o anumita proteina, sa spunem este nevoie ca in glandele salivare sa se sintetizeze amilaza, pentru ca am consumat paine care contine amidon, in momentul acela, printr-un reglaj genetic foarte bine controlat tot de materialul genetic, gena care reprezinta sinteza amilazei se va putea exprima prin faptul ca se rup puntile de hidrogen cu ajutorul ADN helicaza si cele doua catene complementare se desfac.
Va fi copiata o singura gena si o singura catena din structura genei. Catena de ADN informationala cuprinde o succesiune de nucleotide. ARN-ul mesager care copiaza informatia din catena de ADN, se va forma din nucleotidele complementare catenei informationale. Astfel, daca in catena de ADN se afla Adezina in ARN mesager se va atasa Uracilul. Daca este Guanina se ataseaza Citozina, daca este Citozina, se ataseaza Guanina, daca este Timina se ataseaza Ademina. Astfel ARN-ul mesager, va cuprinde nucleotidele complementare ADN-ului informational.
O succesiune de 3 nucleotide din catena de ADN si respectiv din catena de ARN mesager va codifica un anumit aminoacid din structura proteinei. Astfel informatia genetica este codificata iar codificarea formeaza codul genetic.
Codul genetic este format din 64 de codoni, cifra reprezentand totalitatea combinatiilor posibile a celor patru tipuri de nucleotide. Astfel codul genetic lucreaza cu patru simboluri respectiv, cele patru tipuri de nucleotide luate cate trei formeaza un cordon. Din cei 64 de codoni, 61 de codoni se numesc codoni-sens adica, codonul codifica un anumit aminoacid din structura proteinei. Trei dintre cordon sunt non-sens adica nu codifica aminoacid in schimb sunt foarte importanti in oprirea sintezei proteinelor. Deci la ribozomi, cand apare codonul UAA sau UAG sau UGA nu se va mai atasa aminoacid la catena polipeptidica.
Din cei 61 de codoni, 2 codoni initiaza citirea informatiei. Deci copierea din ADN, in ARN mesager se va face in momentul in care apare codonul TAC in catena informationala respectiv, AUG in ARN-ul mesager. AUG-ul codifica Metionina, GUG codifica Valina, ambii aminoacizi initiaza citirea informatiei. Conform succesiunii celorlalti codoni se adauga cate un aminoacid in structura proteica si se leaga intre ei cu ajutorul energiei si formeaza catena polipeptidica.
Aminoacizi in structura citoplasmei sunt 20 de tipuri si sunt modificati de 64 de codoni. Aceasta ne spune ca, mai multi codoni codifica acelasi aminoacid. Am marcat aici codonul Citozina-Citozina-Guanina respectiv Guanina-Guanina-Citozina din ARN mesager aduce Glicina. Guanina-Guanina-Uracil, o alta succesiune a nucleotidelor, imi aduce tot Glicina. Aceasta caracteristica poarta numele de cod degenerat, adica mai multi condoni codifica acelasi aminoacid.
Codul genetic este nesuprapus in sensul ca daca intr-un codon se afla, ultima nucleotida, Uracilul iar codonul urmator incepe tot cu Uracil, cele doua nucleotide nu se suprapun. Deci codul genetic este nesuprapus.
Citirea informatiei este continua, este initiata de Metionina sau Valina si este oprita de codonii stop.
Cea mai importanta caracteristica a codului genetic este universalitatea. Indiferent care celula o luam in considerare, in toate celulele corpurilor vii se afla aceeasi codoni, iar aceeasi codoni codifica aceeasi aminoacizi. Atat intr-o celula vegetala cat si intr-o celula animala codonul UCC va codifica Serina si aceasta caracteristica reprezinta universalitatea codului genetic.
In concluzie, pentru sinteza proteinelor este nevoie de o informatie ereditara stocata in macromolecula de ADN si prin decodificarea ei se va sintetiza proteina necesara activitatii structurale si functionale a celulei.
