Синтез білків – це складний багатоетапний процес, основними його етапами є:
- транскрипція – зчитування і копіювання гена в структуру інформаційної РНК;
- трансляція – використання і-РНК як матрицю, по якій збирається молекула білка.
Транскрипція відбувається в ядрі – фермент РНК-полімераза приєднується до спеціальній ділянці ДНК, який називається «промотор» і починає рухатися по ньому.
При цьому подвійна спіраль розплітається перед полимеразой на відстань приблизно 18 нуклеотидів, а потім знову сплітається позаду неї. Рухаючись уздовж ланцюжка ДНК, РНК-полімераза збирає за принципом комплементарності молекулу інформаційної або матричної РНК. Довжина ланцюжка мРНК може досягати майже 2,5 млн нуклеотидів. Процес транскрипції закінчується, коли РНК-полімераза зустрічає ділянку ланцюга ДНК, названий «термінатором».
Коли молекула мРНК зібрана, вона піддається «дозріванню» – метилированию, видалення некодуючих білок ділянок молекули (процес називається сплайсингом). Після цього зріла мРНК виходить через пори ядра в цитоплазму і за допомогою спеціальних білків транспортується до рибосоми.
Рибосома – це нуклеопротеїд, комплекс, що містить рибосомну РНК у вигляді магнієвої її солі і білок.
Матрична РНК приєднується до рибосоми. Рибосома розпізнає послідовності нуклетідов по троє – зчитує кодон, тут же вибираючи відповідну амінокислоту з молекул, доставлених транспортної РНК. Рибосома рухається уздовж матричної РНК, підбираючи і з’єднуючи потрібні молекули і створюючи таким чином ланцюжка амінокислот, які є первинною структурою білка.
Нуклеїнові кислоти є найважливішою частиною життя. Їх синтез різниться в залежності від типу НК.
ДНК синтезується на початковому етапі поділу клітини, коли подвійна її спіраль розкручується. Спеціальні білки утримують її нитки в повністю або частково розведеному стані. У місцях утворення вилки реплікації активізується спеціальний тип РНК-полімерази, що створює початкові ділянки молекули, які потім передаються ДНК-полімерази – ферменту, комплементарно доповнює ділянки ланцюга ДНК. Цей фермент добудовує відсутню половину подвійний молекули, створюючи другу ланцюжок ДНК. У цьому ж час інша молекула ферменту будує дзеркально відсутню ланцюжок на другий з розведених ланцюжків ДНК.
Різні види РНК створюються РНК-полімерази різних типів:
- матрична – в ядрі, на ділянках молекули ДНК;
- рибосомна – в полісом (яке є молекулярним комплексом з білків і рибонуклеопротеидов, що знаходяться на деяких ділянках ДНК);
- транспортна – в нуклеоплазмі.
Всі види РНК синтезуються за матричним принципом на ділянках ДНК.