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Le cellule umane sono fabbriche chimiche in grado di svolgere compiti che sfiderebbero i migliori complessi industriali sulla terra. Ancora più miracolosa è la loro capacità di farlo in uno spazio abbastanza piccolo da richiedere un ingrandimento microscopico esteso solo per osservare. Queste meraviglie manifatturiere in miniatura possono riprodursi con poca energia e guidare il processo di costruzione del corpo umano con la precisione di un computer. Una serie di processi chimici mantiene il controllo su queste funzioni.
Processo di sintesi proteica
Il processo di produzione di proteine richiede più passaggi. Ognuno di questi passaggi richiede segnali dall'esterno e dall'interno della cellula. Il primo passo è che le sostanze chimiche fuori dalla cellula richiedano la necessità di una particolare proteina. Strutture specializzate progettate per la trasduzione della sostanza chimica ricevono e trasportano questi segnali nella cellula. Da lì, le sostanze chimiche di segnalazione viaggiano verso il nucleo, dove il gene contenente le istruzioni per creare la cellula viene letto e trascritto in un modello molecolare. Infine, le strutture chiamate ribosomi traducono il modello in una vera proteina. Ognuno di questi passaggi comporta una serie di meccanismi di controllo per avviare e mantenere il processo.
trasduzione
Quando il corpo umano ha bisogno di più di una specifica proteina, organi specializzati chiamati ghiandole secernono segnali chimici chiamati ormoni - che di per sé sono proteine - in risposta ad alcuni stimoli. Una volta rilasciati nel flusso sanguigno, questi ormoni entrano in contatto con le cellule. Strutture specializzate chiamate recettori si attaccano a queste sostanze chimiche ormonali e avviano una progressione di trasformazioni molecolari, chiamate trasduzione del segnale. La sostanza chimica passa attraverso la parete cellulare esterna e nella membrana interna, dove il recettore innesca una raffica di attività chimica, che a sua volta crea s al nucleo cellulare per produrre la proteina necessaria.
Trascrizione
All'interno del nucleo cellulare, gli s dei recettori causano un enzima chiamato RNA polimerasi per rilassare il filamento di DNA e dividerlo lungo il gene in cui si trova il codice per la proteina necessaria. Da quel punto, l'enzima legge il DNA e crea uno specchio chimico complementare della sezione necessaria in un processo chiamato trascrizione. Il prodotto di questo processo è un filamento di RNA messaggero (mRNA), che contiene le istruzioni per fabbricare le proteine necessarie.
Traduzione
Mentre l'mRNA lascia il nucleo, una struttura cellulare chiamata ribosoma lo intercetta. Il ribosoma si attacca a una sezione dell'mRNA chiamata codone iniziale, che è una tripletta specifica di sostanze chimiche che controllano l'inizio del processo di produzione delle proteine. I complessi composti da aminoacidi collegati all'RNA di trascrizione (tRNA) si legano ai loro complementi nell'mRNA. Il ribosoma viaggia lungo il filamento dell'mRNA, raccogliendo gli amminoacidi dai complementi di tRNA, formandoli in una semplice catena proteica. Quando il ribosoma raggiunge il codone di arresto, un fattore di rilascio indica che lascia andare la proteina completata.