生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成機(jī)制

生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成機(jī)制蛋白質(zhì)是生物體內(nèi)最復(fù)雜、最重要的有機(jī)物之一。它們是建造身體、永久記憶、復(fù)制遺傳信息的基礎(chǔ)，也是許多疾病和藥物研究的主要對象。蛋白質(zhì)的完整結(jié)構(gòu)由二十個(gè)氨基酸組成，其中每個(gè)氨基酸的分子結(jié)構(gòu)大致相同，但它們的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)不同，因此每個(gè)氨基酸在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的位置和功能也不同。蛋白質(zhì)在生物體內(nèi)的合成機(jī)制非常復(fù)雜。它涉及到DNA、RNA、核糖體等多個(gè)層面的調(diào)控。下面我們來逐一介紹一下。一、DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)的合成始于DNA序列的轉(zhuǎn)錄。在這一過程中，DNA中某一特定區(qū)域被解包，而此區(qū)域內(nèi)的基因模板被RNA聚合酶所復(fù)制，在細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄成RNA分子。不同細(xì)胞類型或不同的生理狀態(tài)下，細(xì)胞內(nèi)的RNA分子類型、數(shù)量和結(jié)構(gòu)都是不同的，因此轉(zhuǎn)錄作為生物多樣性的關(guān)鍵調(diào)控環(huán)節(jié)對于細(xì)胞的功能、分類和疾病的起止非常重要。二、RNA的修飾與成熟RNA分子通過穿過核膜，離開細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，此過程稱為RNA運(yùn)輸。RNA在進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)之前，需要經(jīng)過一些修飾來提高它的穩(wěn)定性和產(chǎn)生它的功能。其中mRNA（成熟的RNA在細(xì)胞質(zhì)上的形態(tài)）的修飾更是必須的，包括以5'端為開端被海綿樣修飾的“蓋帽”（cap）和以3'端為結(jié)尾的“尾巴”組成的poly(A)序列的添加。而對于其他類型的RNA，在細(xì)胞核中也需經(jīng)過一些化學(xué)修飾的過程，這些修飾會(huì)影響RNA的折疊狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，從而實(shí)現(xiàn)RNA傳遞信息、調(diào)節(jié)基因表達(dá)的功能。三、mRNA與蛋白質(zhì)合成的關(guān)系RNA分子包括下列四個(gè)類型：mRNA(messengerRNA)、rRNA(ribosomalRNA)、tRNA(transferRNA)和snRNA(smallnuclearRNA)，而基本上只有mRNA才具有作為模板合成蛋白質(zhì)的功能，因?yàn)樗瑫r(shí)擁有編碼蛋白質(zhì)的信息和與核糖體識別和綁定的特定序列區(qū)域。但為了確保編碼蛋白質(zhì)的mRNA能被讀取，和融合核糖體，很多特定的轉(zhuǎn)錄因子、信號和配體對總的RNA復(fù)雜體來說也很關(guān)鍵。四、蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化當(dāng)所有細(xì)胞內(nèi)部mRNA的基因序列和準(zhǔn)確的核糖體識別特定mRNA上的編碼氨基酸序列配對的時(shí)候，核糖體會(huì)通過三種氨基酸化的tRNA來轉(zhuǎn)化mRNA的信息成為能夠使用的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)化的過程中需要一個(gè)能夠與tRNA旁邊的三個(gè)堿基相匹配的mDNA化合物，在mDNA上每個(gè)物種都會(huì)產(chǎn)生完全獨(dú)特的DNA順序來使得這樣的化合物結(jié)構(gòu)存在并且能與tRNA配對。五、蛋白質(zhì)的折疊和后修飾蛋白質(zhì)合成完成之后，它們被釋放到細(xì)胞質(zhì)中，開始折疊成特定的三維結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)它們的特定功能。蛋白質(zhì)的折疊也不是完全由蛋白質(zhì)自身控制的，還受到其他蛋白質(zhì)的協(xié)助和抑制。而在某些情況下，在蛋白質(zhì)合成完畢之后，它們還會(huì)接受一些后修飾，如糖基化、磷酸化、甲基化等。這些修飾也可以影響蛋白質(zhì)的折疊和功能，或者是它們與其他分子之間的相互作用。總之，生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成機(jī)制十