蛋白質生物合成

蛋白質生物合成是指在生物細胞內製造新的蛋白質；此合成是为了平衡蛋白酶解或蛋白派送（英语：Protein targeting）所造成的細胞蛋白損耗。蛋白质的生物合成也称为轉译，它是基因表达的最后一步^[1]。翻译，是在核糖體組裝蛋白質，是生物合成途徑的一個重要組成部分，隨著生成的信使RNA（mRNA），轉移RNA（tRNA的）氨酰化，合作翻譯轉運，並翻譯後修飾。蛋白質的生物合成在多個步驟有嚴格的调控^[2]，和已建立錯誤檢查機制。它们主要是转录（从DNA模板合成RNA的现象）和翻译（从RNA中氨基酸组装的现象）。

**蛋白質合成的過程**：在細胞核內，基因被轉錄成RNA。RNA接著被後轉錄修飾及控制，形成成熟的信使RNA（mRNA），並運往細胞核外的細胞質進行轉譯。mRNA由核糖體翻譯成與mRNA的基本密碼子，通过与轉運RNA上的反密碼子形成配对进行翻譯。新合成的蛋白質會被再行修飾，并可以與效應分子結合，最终成為具有生物学活性的蛋白質。

順反子DNA被轉錄成RNA的各種中間體。經過轉錄後修飾成熟mRNA作為合成多肽鏈的模板。蛋白質通常會直接從基因通過翻譯的mRNA合成。

這個名詞曾經是指蛋白質的轉譯，但現時則是指一個多重的步驟，以轉錄開始及翻譯作結。

原核生物的蛋白質生物合成雖然與真核生物的很相似，但是它们有所不同。

除了通过核糖体翻译合的成蛋白质外，亦存在非核糖体合而由NRPS酶催化合成的非核糖体肽（英语：nonribosomal peptide）（nonribosomal peptide,NRP)，常为微生物合成的毒素。

Remove ads

將氨基酸聚合就可以得到蛋白質。氨基酸合成是一系列的生物化學過程（代謝途徑）將從葡萄糖等建立氨基酸。並非所有氨基酸都可以生物合成，例如成人的全部20種氨基酸中，就有8種（数目有争议）氨基酸是人体无法自身合成的，需要從食物中攝取，为必需氨基酸。氨基酸會被運送至轉運RNA（tRNA）用在翻譯的過程。

轉錄是由基因組產生含有蛋白質序列的信使RNA（mRNA）模板，以進行翻譯。只需要脫氧核糖核酸（DNA）雙螺旋的其中一条链就能進行轉錄，此链稱為模板链。轉錄可以分為3個階段：起始，延伸和終止，每個階段由大量蛋白質調節，例如轉錄因子和共激活因子（英语：Coactivator (genetics)），確保正確的基因被轉錄。

核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶）先與DNA的用作轉錄起始的特別區域結合。這個結合區域稱為啟動子。當RNA聚合酶與啟動子結合後，該DNA链會開始捲開。
第二個轉錄步驟是轉錄延伸。RNA聚合酶與未編碼的模板链一起，合成核糖核苷酸聚合物。RNA聚合酶並不會使用已編碼的链為模板，這是因為任何一股的拷貝會生產一組補充的基礎序列，所以只有未編碼链才會作為模板來複製已編碼链。
當聚合酶到達最後階段，全新轉錄的信使RNA（mRNA）需要修飾以能夠到達細胞的其他部份，包括細胞質及內質網。一個5'端帽會加入並保護mRNA，免於降解。聚A尾會被加入3'端保護，並成為接下步驟的模板。在真核生物中，最重要的基因拼接步驟會於此階段出現，移除內含子及合併外顯子。

轉錄的第一個產物在原核細胞中與真核細胞不同，因為在原核細胞中第一個產物是信使RNA（mRNA），其不需要轉錄後修飾，而在真核細胞中，第一個產物被稱為初級轉錄物，需要後轉錄修飾（用7-甲基鳥苷加帽，用聚A尾加尾）得到hnRNA（異源核RNA）。然後hnRNA通過剪接體經歷內含子（基因的非編碼部分）的剪接以產生最終信使RNA（mRNA）。

Remove ads