Wśród peptydów wyróżnia się białka, oligopeptydy i polipeptydy. Białka są polimerami liniowymi zbudowanymi z co najmniej 101 jednostek zwanych aminokwasami. Cząsteczki aminokwasów występujące w białku zwane są resztami aminokwasowymi. Polimery, w których skład wchodzi od 11 do 100 reszt aminokwasowych, określa się jako polipeptydy, a te zawierające od 2 do 10 reszt aminokwasowych – oligopeptydy.

Peptydy powstają w procesie kondensacji, czyli reakcji polegającej na połączeniu aminokwasów za pomocą wiązania peptydowego. W jej wyniku, oprócz peptydu, powstaje również cząsteczka wody.

Proces kondensacji powtarzany jest wielokrotnie i prowadzi do powstania oligopeptydu, polipeptydu lub białka, czyli polimeru złożonego z odpowiedniej liczby aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi.

ReO9xiJWM5ise

Schemat przedstawia powstanie peptydu. Na górze schematu znajduje się peptyd metionilotyrozyna i aminokwas cysteina. Dochodzi do ich połączenia. W wyniku reakcji powstaje peptyd metionilotyrozylocysteina i woda. Poszczególne aminokwasy w peptydzie połączone są ze sobą wiązaniem peptydowym zaznaczonym kolorem niebieskim. Peptyd ma jednakowy szkielet (zaznaczony różowymi ramkami), do którego przyłączone są łańcuchy boczne (zaznaczone pomarańczowymi, zielonymi i żółtymi ramkami). Po lewej stronie peptydu znajduje się koniec aminowy (N‑koniec), a po prawej karboksylowy (C‑koniec).

Poszczególne peptydy mają specyficzną sekwencję aminokwasową. Na jednym końcu łańcucha polipeptydowego pozostaje wolna grupa aminowa (N‑koniec), a na drugim – karboksylowa (C‑koniec).

Miejscem syntezy białek w komórce są rybosomyrybosomrybosomy – wolne w cytozolu lub związane z siateczką śródplazmatyczną.

Skład aminokwasowy białek syntetyzowanych przez rybosomy zapisany jest w kolejności nukleotydów w DNA. Na bazie informacji zawartej w DNA (poprzez transkrypcjętranskrypcjatranskrypcję) powstaje informacyjny RNA (czyli mRNAmRNA, informacyjny RNA, matrycowy RNAmRNA), który z kolei stanowi matrycę do syntezy łańcucha białkowego. Zapis genetyczny w postaci mRNA przetłumaczony zostaje na zapis aminokwasowy, dlatego synteza białek nazywana jest często translacjątranslacjatranslacją. W procesie translacji poza mRNA uczestniczy także tRNAtRNAtRNA, który transportuje aminokwasy do miejsca syntezy – rybosomu.

Biosyntezę białka można podzielić na kilka etapów:

• aktywacja aminokwasów;

• inicjacja;

• elongacja;

• terminacja.

Więcej informacji na temat transkrypcji znajdziesz w e‑materiale Transkrypcja eukariotyczna – etapy i przebieg.

Więcej informacji na temat translacji znajdziesz w e‑materiałach: Przebieg translacji u Eukaryota i Budujemy białko.

Aminokwas, który wejdzie w skład białka, musi zostać przeniesiony z cytozolu na rybosom i związany z nim mRNA. Funkcję transportera aminokwasu pełni tRNA (transportujący RNA), który łączy się z odpowiednim aminokwasem.

Więcej informacji na temat tego procesu znajdziesz w e‑materiale Aminoacylacja tRNA.

Kolejnym etapem syntezy białek jest inicjacja. Do małej podjednostki rybosomu przyłącza się mRNA. Następnie do odpowiedniego miejsca na mRNA przyłączany jest tRNA transportujący pierwszy aminokwas syntetyzowanego peptydu – metioninęmetioninametioninę. Na koniec etapu inicjacji do opisanego kompleksu w obecności jonów magnezu przyłącza się duża podjednostka rybosomu.

Więcej informacji na temat tego procesu znajdziesz w e‑materiale Regulacja inicjacji transkrypcji.

Kolejnym etapem translacji jest elongacja, czyli wydłużanie łańcucha peptydowego. Kiedy dwa aminokwasy znajdą się obok siebie, dochodzi do kluczowej reakcji, czyli wytworzenia wiązania peptydowego pomiędzy nimi. Energia niezbędna do wytworzenia wiązania peptydowego pochodzi z rozpadu wiązania wysokoenergetycznego między aminokwasem a tRNA.

Do zakończenia translacji dochodzi wtedy, gdy zostanie zerwane wiązanie między peptydem a tRNA. Następuje uwolnienie peptydu. Rybosom rozpada się na dwie podjednostki i uwalnia się mRNA. Białko powstałe w wyniku translacji może ulegać pewnym przemianom – modyfikacjom potranslacyjnym. Polegają one np. na usunięciu z białka aminokwasu metioniny lub na przyłączeniu do białka reszty cukrowej.

Więcej informacji na ten temat znajdziesz w e‑materiale Modyfikacje potranslacyjne białek.

Więcej informacji na temat przebiegu translacji znajdziesz w e‑materiale Etapy ekspresji genu u prokariontów i eukariontów.

Słownik