خطوات تصنيع البروتين في الخلية

كتابة: دعاء اشرف آخر تحديث: 16 أبريل 2021 , 03:01

ما هو البروتين

هي جزيئات عمل رئيسية في كافة الكائنات الحية، وهي له مجموعة عديدة من الوظائف مثل التحفيز لبروتينات التفاعلات مثل الدفاع وحماية الكائن الحي من العدوى ، وكذلك نقل الأوكسجين وهي لبنة أساسية بالكائن الحي [1] .

وهي مكون رئيسي للحليب والصوف والغضاريف ، وهي تقوم بحزم الحمض النووي بالكروموسومات، وهي تعزل الخلايا بالجهاز العصبي فهي له أهمية كبيرة ، وهي تتكون بنسبة كبيرة من الأحماض الأمينية التي ترتبط من طرف لأخر .

والسلاسل يتم طيها حتى تشكل الجزيئات ثلاثية الأبعاد وهي له أشكال معقدة ، ويمكن أن تتخيل هذا الأمر في أنه أوريغامي على أنه قطعة ورق رفيعة جدا وطويلا ، والشكل المحدد للبروتين ، يجانبوا بعضهم في الأحماض الأمينية الموجودة فيه .

وهناك عدد من الأمثلة على البروتينات، والتي منها إنزيمات البروتين ، والتي يكون له تطبيق مفيد في الأمور الصناعية وتطبيقات التكنولوجيا الطبية الحيوية .

والأنسولين يعتبر بروتين يقوم بتنظيم السكر بالدم لمرضى السكري ، كما أن بلح البحر يكون متمسك بقوة في الأكوام والصخور عن طريق الخيوط الجانبية التي تكون قوية ومصنعة من البروتين ، كما أن أي جسم مضاد قد يكون بروتين .

والكازين هو عبارة عن بروتين يحتوي عليه الحليب ، ويتم استخدامه في تصنيع الجبن والعوامل الخاصة بالنسخ قد تكون بروتينات متخصصة تقوم بإنتاجات البروتينات وكل هذا يعتبر من وظيفة البروتينات والأحماض النووية ، كما أن الليفات المتواجدة في الصوف قد تصنع من البروتين .

مراحل تخليق البروتين

يمر البروتين بخمس مراحل عند تخليقه ، ويحتوي كل منها على بدائيات نوى أخرى أو مكونات إشريكية قولونية وكل ذلك يتمثل على النحو الأتي [2]

  • خطوة أولى التفعيل للأحماض الأمينية

يأتي التفاعل عن طريق الارتباط للحمض من خلال خطوة إنزيمات ATP أميني والتي تعرف بمركبات حمض نووي ريبي ، ويوجد أدينوزين ثلاثي والإنزيم الذي يوفر الأحماض الأمينية .

كما أن التركيبات الخاصة بالحمض النووي الأسيل أميني الريبي يتعلق بالأحماض الأمينية المختلفة .

  • الحمض الريبي النووي النقال

وتنقل الأحماض الأمينية عند حدوث التفاعل بين الحمض الريبي النقال مع مركب الإنزيم المتشكل ، وعن طريق ذلك تحدث عملية نقل الأحماض الأمينية للحمض الريبي النووي النقال وقد يحدث التحرير للإنزيم .

  • البدء لسلسلة البولي بيتيد

حيث يحول الحمض النووي الريبي النقال والذي يكون مشحون لريبوسوم ، والذي يتشكل من البروتين المختلف ورنا هيكلي ويعتبر الريبوسوم موقع يخلق فيه البروتين ، وله علاقة إرتباط بالوحدة الفرعية.

والريبوسوم يعتبر عامل مساعد في تكوين ريبوزيم رابطة الببتيد والبكتريا ، وهي له جزأين أصغر وأكبر والتسلسل الخاص بالقواعد الأمينية توجد بالقواعد .

ويتم البدء في سلسلة البولي بيتيد عن طريق ميثونين ببدائيات النوى والصياغة التي يقوم الميثيونين للأحماض الأمينية هي مطلب أساسي .

  • إنهاء السلسلة

حيث يتم إنهاء العديد من الببتيد عن طريق ثلاث توائم طرفية بالرنا مرسال والكودون الطرفي UAA.Amber.UAG الثلاثة ويطلق عليه UGA.Ocher بإشارات التوقف وبالوقت النهائي الكودون النهائي بالفور كودون أحماض أمينية أخيرة .

  • النقل للبروتين

في الريبوسوم المجاني عند إنهاء عملية التخليق للبروتين ، فيطلق بروتين كامل بالسيتوبلازم وأي بروتين محدد قد ينقل البعض منه للميتو كوندريا ، والنواه قد تكون عن طريق الآليات له نوع خاص به .

وقد يتم الإدخال لسلسلة mRNA التي ترتبط بالغشاء وهي تنمو في Polypeptide ، والتي قد تصبح البعض ب ER بتجويف الغشاء فقد يكون البروتين جزءا من الغشاء لا ينفصل عنه .

والبروتين يمكن أن يطلق بالتجويف ويدمج بالحويصلات بالجسم الجولجي ، وهي قد تعدل في شكل إضافي عند إضافتها ببقايا السكر وعند ذلك يندمج غشاء البلازما مع الحويصلات .

بناء البروتين

يتم بنائها من خلال مجموعة تضم تضم حوالي 20 حمضا أمينيا ، ويوجد له سلسلة فريدة جانبية، وتلك له كيمياء مختلفة والمجموعة الكبيرة من الأحماض الأمينية يكون له سلاسل غير قطعية جانبية [3] .

والجدير بالذكر بأن العديد من الأحماض الأمينية يكون له سلاسل جانبية له شحنات سالبة وموجبة ، والأحماض الأخرى تكون تكون سلاسلها الجانبية غير مشحونة .

والأحماض الأمينية له دور كيميائي هام في بناء البروتين ، وذلك بسبب أن السلاسل تترابط فيما بينها بطول البروتين لتحمله بشكل معين أو على شكل أخر

والسلاسل الجانبية بالأحماض الأمينية المشحونة يمكن أن تشكل الروابط الأيونية ، والحمض الأميني القطبي قد يشكل روابط هيدورجينية مع غيره ، والسلاسل الجانبية التي تكره الماء قد تتفاعل مع بعضها من خلال تفاعلات فان دير .

وأغلبية ما تشكله السلاسل الجانبية من روابط يكون غير تساهمي ، وإن كان السيستين هي التي تنفرد بتكوين روابط تساهمية عندما تعمل مع السلاسل الخاصة الجانبية عن حدوث التفاعلات بالسلسلة الجانبية .

وموقع وتسلسل الأحماض الأمينية قد يرشد ببروتين معين عند حدون الطيات والانحناء بالبروتين ،  أما الهيكل الأساسي بالبروتين يقوم بقيادة الترابط الذي يقبل الطي وبداخل الأحماض الخطية الأمينية .

والتي عند نهايتها تكون شكل فريد ثلاثي الأبعاد للبروتين، والرابطة الهيدورجينية بين مجموعات الكربوكسيل والمجموعات الأمينية قد تؤدي لحدوث نمط معين من الطي في البروتين .

والبروتين قد يحتوي على أوراق وحلزونات وتكوينات أخرى، وهي التي تشكل الطيات والتكوينات بالسلسلة الواحدة الخطية بالأحماض الأمينية ، ويطلق عليها بولي بيتيد .

والتركيب الرباعي الخاص بالبروتين قد يشير للجزيئات الكبيرة ذات الوحدات الفرعية وسلاسل الببتيد المتنوعة ، والشكل النهائي للبروتين هو أكثر ملائمة للطاقة، وهي تقوم باختبار مجموعة عديدة من المطابقات عند مرحلة بناء البروتين ويكون مضغوط وفريد .

عائلات البروتين

وهي عبارة عن كافة البروتينات التي تقوم بالإرتباط بالجزيئات الأخرى ، وحتي تتمكن من إتمام مهامها ووظيفة البروتين الدقيقة تقوم على طريقة التفاعل بالأسطحة المكشوفة مع الجزيئات .

والبروتينات ذات الصلة تميل للتفاعل مع الجزيئات التي يكون له طرق متشابهة، ويطلق عليها لذلك العائلة البروتينية ، والبروتينات بداخل العائلة الواحدة تقوم بأداء الوظائف المماثلة في داخل الخلية .

والبروتينات التي توجد بعائلة واحدة تحتوي على امتدادات طويلة ناتجة عن التسلسل للأحماض الأمينية التي تكون متشابهة بداخل الهيكل الأساسي له .

والحفاظ على تلك الإمدادات يكون من خلال التطور الحيوي لوظيفة البروتين التحفيزية ، والمثال على ذلك فالبروتين المستقبل للخلايا يحتوي على متواليات متنوعة بالأحماض الأمينية بمواقع الارتباط المتعلقة بها .

وهي قد تتلقى الإشارات الكيميائية بخارج الخلية ، وهي تكون أكثر تشابها في التسلسل للأحماض الأمينية، والتي تقوم بالتفاعل مع أي إشارة من البروتين بداخل الخلية .

وعائلات البروتين قد يوجد بها العديد من الأعضاء، وهي احتمالا تكون قد نتجت عن التطور للجينات عند تضاعفها ، والإزدواجية قد ترتب عليها التعديلات في الوظائف الخاصة بالبروتين .

والتوسع بذخيرة الكائنات الحية الوظيفية عندما يمر عليها وقت ، فالبروتين يبنى من سلاسل الأحماض الأمينية .

الوسوم

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق