Proteiinisynteesi on soluprosessi proteiinien luomiseksi. Niiden kaavat ja ohjeet niiden tekemisestä on koodattu DNA: han. On hyödyllistä viitata prosessiin kahdessa osassa. Proteiinisynteesin transkriptio kopioi DNA -koodin. Proteiinisynteesin käännös vastaa koodia solun kemiallisiin yhdisteisiin, joiden yhdistelmästä tulee proteiini.
Deoksiribonukleiinihappo (DNA), yksittäisen organismin pääsuunnitelma, on rakenteeltaan kaksoiskierre. Hyvä analogia on pitkä kierretty vetoketju. Siinä on kaksi säiettä, jotka on valmistettu 5-hiilisestä sokerista ja fosfaateista. Niitä yhdistävät toisiinsa liittyvät parinukleotidit, kuten suljetun vetoketjun vastakkaiset hampaat. Adeniini (A) sopii tymiinin (T) kanssa, sytosiini (C) pariksi guaniinin (G) kanssa ja päinvastoin.
Proteiinisynteesin transkriptio alkaa solun ytimessä, jossa helikaasi -niminen entsyymi “purkaa” DNA: n, jolloin tuloksena on kaksi erillistä juosetta. Kriittinen entsyymi, jota kutsutaan RNA -polymeraasiksi (RNAP), kiinnittyy sitten yhteen säikeestä aloittaakseen venymiseksi kutsutun prosessin. Se tunnistaa ensimmäisen nukleotidin DNA -templaattiketjussa ja houkuttelee näin vapaata nukleotidiä, joka on yhdistettävä sen kanssa. RNAP siirtyy sitten DNA -juosteen seuraavaan nukleotidiin ja jatkaa seuraavaan ja seuraavaan, kunnes ribonukleiinihappoketju (RNA) on koottu.
RNA on pariton nukleotidien yksi juoste, joka pystyy säilyttämään rakenteellisen eheytensä lisäämällä happimolekyylejä. RNA -ketjua, jonka sen polymeraasiagentti on rakentanut, jotkut sisältävät yli 2 miljoonaa nukleotidia, kutsutaan sanansaattaja -RNA: ksi (mRNA). Teoriassa mRNA: n on tarkoitus olla tarkka jäljennös jäljellä olevasta käyttämättömästä DNA -juosteesta. Käytännössä se ei ole tarkka, ja myös proteiinisynteesin transkription virheitä voi esiintyä.
MRNA on siis hyvin pitkä ketju, joka koostuu vain neljästä eri nukleotidista. Sen järjestystä kutsutaan transkriptioksi. Esimerkki voi olla AAGCAUUGAC – neljä kirjainta, ehkä 2 miljoonaa niistä, näennäisesti satunnaisessa järjestyksessä. On hiukan hyödyllistä analysoida hiilen elinikää 4-bittisenä erittäin suuren mittakaavan biotietokoneena. Erityisen huomionarvoista on, että RNA: ssa tymiini korvataan vastaavalla nukleotidilla nimeltä urasiili (U).
Kuten nimestä voi päätellä, lähetti -RNA pakenee sulkeutumisestaan solun ytimeen ydinkalvon huokosten kautta. Ollessaan solun sytoplasmassa sen kohtalo on toimittaa proteiinisynteesin transkriptio, kopioitu DNA: sta, rakenteisiin, joita kutsutaan ribosomeiksi. Ribosomit ovat solun proteiinitehtaita ja siellä tapahtuu proteiinisynteesin toinen vaihe.
Koodattu nukleotidisekvenssi on käännettävä. Ribosomi sitoutuu mRNA: han ja lukemalla sen sekvenssejä houkuttelee RNA -fragmentteja, joita kutsutaan siirto -RNA: ksi (tRNA), jotka ovat löytäneet ja sitoutuneet vapaaseen aminohappoon, joka on spesifinen sen lyhyelle nukleotidisekvenssille. Jos täsmää, tRNA ja sen rahti sitoutuvat ribosomiin. Kun ribosomi jatkaa seuraavan sekvenssin ja seuraavan prosessin lukemista, jota kutsutaan myös venymiseksi, tuloksena on pitkä aminohappoketju.
Proteiinit, jotka erottavat orgaanisen kudoksen muodoltaan ja toiminnaltaan, ovat niin sanottuja “elämän rakennuspalikoita”. Ne puolestaan on rakennettu eri aminohappojen ketjuksi – DNA -koodin translaatio RNA: n transkriptoimalla sen isäntäsolun tärkeintä metabolista tehtävää varten. Jäljellä on kuitenkin viimeinen vaihe proteiinisynteesin loppuunsaattamiseksi, mikä on turhauttavaa tieteellistä ymmärrystä. Prosessissa, jota kutsutaan proteiinin taittamiseksi, pitkä aminohappoketju taipuu, kiertyy, solmuu ja muutoin tiivistyy ainutlaatuiseksi rakenteekseen. Vaikka supertietokoneet ovat menestyneet jonkin verran proteiinikaavojen taittamisessa oikeiksi kolmiulotteisiksi muodoiksi, useimmat proteiinipalapelit ovat ratkaisseet intuitiivisesti ihmiset, joilla on lisääntynyt aistimusten vaihtelu.