Zawartość
Ludzkie komórki to fabryki chemiczne zdolne do wykonywania zadań, które rzuciłyby wyzwanie najlepszym kompleksom przemysłowym na ziemi. Jeszcze bardziej cudowna jest ich zdolność do robienia tego w przestrzeni wystarczająco małej, aby tylko duże obserwacje wymagały dużego mikroskopowego powiększenia. Te miniaturowe cuda produkcyjne potrafią się rozmnażać przy niewielkiej energii i sterować procesem budowy ludzkiego ciała z precyzją komputera. Szereg procesów chemicznych utrzymuje kontrolę nad tymi funkcjami.
Proces syntezy białek
Proces produkcji białka wymaga wielu etapów. Każdy z tych kroków wymaga sygnałów z zewnątrz i z wnętrza komórki. Pierwszym krokiem jest, aby chemikalia poza komórką wymagały określonego białka. Specjalistyczne struktury zaprojektowane do transdukcji substancji chemicznej odbierają i przenoszą te sygnały do komórki. Stamtąd chemikalia sygnalizujące podróżują do jądra, gdzie gen zawierający instrukcje wykonania komórki jest odczytywany i transkrybowany do matrycy molekularnej. Wreszcie struktury zwane rybosomami przekształcają matrycę w rzeczywiste białko. Każdy z tych etapów obejmuje szereg mechanizmów kontrolnych w celu zainicjowania i utrzymania procesu.
Transdukcja
Kiedy organizm ludzki potrzebuje bardziej specyficznego białka, wyspecjalizowane narządy zwane gruczołami wydzielają sygnały chemiczne zwane hormonami - które same w sobie są białkami - w odpowiedzi na niektóre bodźce. Po uwolnieniu do krwiobiegu hormony te wchodzą w kontakt z komórkami. Specjalistyczne struktury zwane receptorami wychwytują te hormonalne substancje chemiczne i inicjują postęp przemian molekularnych, zwanych transdukcją sygnału. Substancja chemiczna przechodzi przez zewnętrzną ścianę komórkową i do błony wewnętrznej, gdzie receptor wywołuje falę aktywności chemicznej, która z kolei wytwarza s do jądra komórkowego w celu wytworzenia potrzebnego białka.
Transkrypcja
W jądrze komórkowym receptory powodują, że enzym zwany polimerazą RNA rozluźnia nić DNA i dzieli ją wzdłuż genu, w którym znajduje się kod niezbędnego białka. Od tego momentu enzym odczytuje DNA i tworzy uzupełniające lustro chemiczne potrzebnej sekcji w procesie zwanym transkrypcją. Produktem tego procesu jest nić informacyjnego RNA (mRNA), która zawiera instrukcje wytwarzania potrzebnego białka.
Tłumaczenie
Gdy mRNA opuszcza jądro, przechwytuje go struktura komórkowa zwana rybosomem. Rybosom dołącza się do części mRNA zwanej kodonem start, która jest swoistą trypletą chemikaliów kontrolujących miejsce rozpoczęcia procesu produkcji białka. Kompleksy złożone z aminokwasów połączonych z transkrypcyjnym RNA (tRNA) wiążą się z ich komplementami w mRNA. Rybosom podróżuje wzdłuż nici mRNA, zbierając aminokwasy z komplementów tRNA, tworząc je w prosty łańcuch białkowy. Gdy rybosom dociera do kodonu stop, czynnik uwalniający instruuje go, aby puścił gotowe białko.