Modifikasi pasca -pertanian

Apa itu modifikasi post -translasi?

Modifikasi post -translasi adalah modifikasi reversibel atau ireversibel atau perubahan kimia.

Terjemahan adalah hasil dari "membaca dan interpretasi" dari informasi yang terkandung dalam gen yang ditemukan dalam nukleus eukariotik (juga terjadi pada prokariota).

Set gen sel -genom- Di sinilah instruksi untuk menghasilkan semua protein struktural dan enzim yang ditemukan di interior seluler, di mana proses dan fungsi vital setiap sel bergantung.

Gen dibentuk oleh DNA (asam deoksiribonukleat), yang merupakan makromolekul yang dibentuk oleh dua rantai komplementer dari polimer yang terdiri dari 4 jenis molekul yang berbeda yang disebut basis nitrogen, Yaitu: Adenina, Timina, guanina dan sitosin.

DNA, kemudian, adalah semacam alfabet Dengan informasi yang dibaca dan diterjemahkan.

Sebelum terjemahan, informasi dalam DNA pertama adalah ditranskripsi Di dalam nukleus ke molekul lain yang sangat mirip, RNA (asam ribonukleat), dalam bentuk molekul yang disebut RNA messenger, yang kemudian diangkut ke sitosol.

RNA sangat mirip dengan DNA, tetapi dibentuk oleh rantai tunggal yang terdiri dari basa adenin, urasil, guanin dan sitosin nitrogen.

RNA messenger, yang berasal dari urutan protein pengkodean genetik, kemudian "dibaca" dan urutannya adalah diterjemahkan dalam urutan peptida protein sel dengan bantuan ribosom dan molekul RNA lainnya yang dikenal sebagai Transfer RNA Itu, sesuai namanya, Mereka mentransfer Asam amino yang sesuai dengan protein yang disintesis.

Urutan di mana asam amino ini ditambahkan dalam protein yang baru lahir ditentukan oleh urutan gen yang mengkode mereka, yaitu dengan urutan basa nitrogen dalam urutan DNA.

Basis DNA, ditranskripsi sebagai RNA, "dibaca" oleh ribosom dalam trio atau kembar tiga yang disebut kodon, masing -masing mengkodekan untuk salah satu dari 20 asam amino yang terbentuk protein; Ini ini kode genetik ditafsirkan untuk memperkenalkan, dalam urutan yang benar, asam amino secara bersamaan.

Modifikasi post -translasi

Sebagian besar karakteristik fisikokimia dan fungsional masing -masing protein terutama bergantung pada informasi yang dikodekan dalam DNA.

Namun, sel -sel berhasil meningkatkan keragaman protein mereka secara signifikan melalui modifikasi pasca -translasi, yang tidak lebih dari modifikasi kimia - dimediasi oleh enzim - yang menderita beberapa protein setelah terjemahannya.

Itu dapat melayani Anda: oksidase glukosa: karakteristik, struktur, fungsi

Oleh karena itu, karakteristik beberapa protein tidak dapat disimpulkan semata -mata dari urutan asam amino yang berasal dari informasi genetik.

Modifikasi ini umumnya terjadi pada limbah asam amino yang membuat.

Lebih dari 500 modifikasi pasca -translasi telah dijelaskan, tetapi dari yang paling terkenal dan diteliti adalah fosforilasi, pembentukan jembatan disulfida, metilasi, asetilasi, hidroksilasi, glikosilasi, prenilasi, ubiquitinasi dan karboksilasi.

Proses modifikasi postradusional

Modifikasi pasca -translasi, seperti yang telah kami berkomentar, adalah modifikasi kimia yang menderita protein sel eukariotik setelah sintesisnya terjadi, yaitu terjemahannya.

Mereka umumnya berkaitan dengan penambahan gugus kimia dan/atau modifikasi limbah asam amino yang membentuk protein, tetapi beberapa modifikasi penting juga berkaitan dengan pembentukan ikatan antara asam amino dengan protein yang sama, atau juga dengan eliminasi asam amino o tanda peptida dengan potongan atau Clivajes proteolitik.

Modifikasi ini dimungkinkan berkat adanya enzim seluler khusus tertentu dan, di samping itu, substrat energi berukuran kecil - mereka bukan reaksi spontan - seperti, misalnya:

• ATP (adenosin 5-fosfat)
• Asetil Coenzyme A (Acetyl Co-A)
• NAD+ (5'-nicinamide 5'-difosfat adenosin)
• S-Adenosil Metionina (SAM)
• Uracil 5'-difosfat N-Acetyl glucosamine (UDP-GRCNAC)
• Uracil 5'-glukosa difosfat (UDP-glukosa)
• Diantara yang lain

Beberapa modifikasi post -translasi paling penting bertindak sebagai sakelar (Suiches) Molekuler yang mengaktifkan atau menonaktifkan fungsi enzimatik beberapa protein, mengatur fungsi selnya atau bahkan lokasi intraselulernya.

Sebagai contoh, banyak protein milik organel intraseluler disintesis dalam sitosol dengan ujung N-o-terminal yang sesuai dengan Urutan pensinyalan, yang dikenali oleh protein lain yang bertanggung jawab untuk mengarahkannya ke kompartemen yang sesuai dan, dalam perjalanan, sinyal -sinyal ini biasanya dikeluarkan dari struktur protein.

Contoh lain yang sangat mencolok dari modifikasi pasca -translasi yang berkaitan dengan clivaje proteolitik adalah hormon dan enzim tertentu dengan aktivitas protease, yang disintesis sebagai protein tidak aktif yang membutuhkan pengangkatan proteolitik dari beberapa asam amino mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka yang aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi aksi aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi bentuk aktif mereka untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi bentuk aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif sebagai asam amino untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif untuk menjadi aktif.

Protein terkonjugasi

Meskipun mereka tidak selalu diakui seperti itu, modifikasi post -translasional lainnya yang sangat penting adalah yang melibatkan pembentukan protein yang strukturnya terdiri dari satu atau lebih rantai peptida yang terkait dengan senyawa non -protein, baik melalui ikatan kovalen atau interaksi yang lebih lemah dan lebih lemah dan interaksi yang lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan interaksi dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah dan lebih lemah sementara.

Umumnya protein ini diklasifikasikan sesuai dengan identitas fraksi non -protein dan membutuhkan bagian -bagian tersebut untuk melakukan fungsinya.

Itu bisa melayani Anda: agar darah

Fraksi atau porsi ini dikenal sebagai Kelompok prostetik Dan contoh yang baik dari protein ini adalah hemoglobin, yang digabungkan dengan kelompok hemo.

Retikulum endoplasma sedang beraksi

Banyak modifikasi post -translasi dimulai di dalam retikulum endoplasma kasar, di mana ribosom terkait menerjemahkan protein saat dimasukkan ke dalam membran organel ini.

Dalam retikulum endoplasma, banyak protein memperoleh konformasi struktural terakhirnya: urutan pensinyalannya dihilangkan, lipat dalam bentuk yang tepat, jembatan disulfur terbentuk, kelompok manis ditambahkan, dll.

Jenis modifikasi post -translasi

Lebih dari 500 jenis modifikasi post -translasional yang berbeda telah dijelaskan dalam sel eukariotik; Daftar berikut ini mengelompokkan beberapa yang paling banyak dipelajari:

1. Fosforilasi

Transfer satu atau lebih gugus fosfat dari molekul energi tinggi, seperti ATP, ke arah gugus hidroksil asam amino seperti serin, treonin dan tirosin; Itu dimediasi oleh enzim kelompok Protein pria (Fosfat ini dihilangkan oleh enzim fosfatase).

Penting dalam banyak peristiwa sel seperti pembagian, transduksi sinyal, metabolisme karbohidrat, pertumbuhan sel dan kemajuan siklus sel, antara lain.

2. Sulfonasi

Ini adalah penambahan kelompok -so3H (sulfonik) secara eksklusif dalam limbah asam amino tirosin dan khas protein transmembral atau protein yang diekskresikan. Itu dikatalisasi oleh enzim Tyrosil-Sulfotransferase.

Ini adalah proses penting untuk berfungsinya banyak reseptor membranal, untuk jenis tanda intraseluler tertentu, dll.

3. Pembentukan jembatan disulfur antara sistein

Proses ini terjadi antara residu sistein dan merupakan salah satu modifikasi pasca -translasi yang paling penting dari sudut pandang struktural. Jembatan disulfida ditetapkan dalam organel seperti kompleks golgi dan retikulum endoplasma, yang memiliki lingkungan pengoksidasi.

Modifikasi post -translasi ini berkaitan dengan pembentukan konfigurasi struktural tertentu yang biasanya sangat penting untuk aktivitas berbagai enzim.

4. Metilasi

Ini terdiri dari penambahan gugus metil dalam asam amino seperti lisin, arginin, histidin, glutamin dan asparagin (N-metilasi), seperti aspartat dan glutamat (O-metilasi) atau sebagai sistein (S-metilasi).

Ini terjadi berkat aksi katalitik enzim yang dikenal sebagai N-, O- atau S-methyltransferases. Metilasi protein sangat penting untuk regulasi transkripsi genetik pada tingkat protein histone, tetapi juga memiliki peran yang lebih rendah dalam transduksi sinyal.

5. Asetilasi

Ini menyiratkan penambahan kelompok asetil ke residu lisin dari beberapa protein. Ini dikatalisis oleh enzim asetiltransferase dan juga memiliki fungsi yang sangat penting dari sudut pandang regulasi ekspresi genetik (pada tingkat protein histon, yang berikatan dengan DNA).

6. Hidroksilasi

Biasanya terjadi pada limbah prolin, lisin dan asparagin dan dikatalisis oleh enzim hidroksilase yang bergantung pada besi. Asam amino yang dihasilkan, hidroksiprol dan hidroksilisin sangat penting untuk pematangan beberapa protein (termasuk kolagen) dan untuk beberapa senyawa antibiotik dan antijamur (hidroksiasparagin).

7. Glikosilasi

Modifikasi ini adalah proses yang sangat penting untuk sel eukariotik. Ini terjadi terutama pada limbah serin dan asparagin, tetapi juga dapat terjadi pada hidroksiprolin atau hidroksilisin.

Itu dapat melayani Anda: Evolusionisme: Asal, Darwin, Sosial, Linier dan Evolusi Budaya

Ini terdiri dari penambahan molekul karbohidrat ke dalam struktur protein dan dikatalisis oleh enzim glikosiltransferase dan terjadi terutama pada protein ekskresi dan pada yang ditemukan pada permukaan sel.

8. Prenila

Ini terdiri dari transfer kelompok isaprenilos (lipid) ke beberapa protein. Enzim yang bertugas adalah transfrase spesifik untuk setiap kelompok.

Proses ini penting untuk penahan beberapa protein ke membran sel, tetapi juga terjadi selama transduksi sinyal, dll.

9. Ubiquitination

Ini adalah penambahan kovalen dari satu atau beberapa salinan peptida yang dikenal sebagai Ubiquitin. Penambahan ini merek Untuk protein untuk degradasi dalam kompleks protein yang dikenal sebagai proteosom 26S.

Ini mewakili sistem regulasi intraseluler yang sangat efisien, dan bertanggung jawab untuk menghancurkan protein melalui rute yang bergantung pada ATP dan dengan partisipasi tiga enzim yang berbeda memanggil E1, E2 dan E3.

Contoh

Fosforilasi dan Glysilation adalah dua modifikasi pasca -translasi yang sangat penting untuk kehidupan sel. Bukan hanya karena mereka mengontrol banyak proses yang terkait dengan komunikasi dan siklus sel, tetapi juga karena mereka sangat umum di kalangan eukariota.

Protein p53, misalnya, adalah protein yang dikenal sebagai "penekan tumor" yang digunakan selama beberapa perawatan kanker. Aktivasinya tergantung pada aksi protein kinase yang berbeda yang bertanggung jawab atas fosforilasi ujung N-terminalnya.

Di sisi lain, permukaan sel eukariotik mengandung sejumlah besar glikoprotein (protein yang dimodifikasi pasca -translasi dengan penambahan karbohidrat).

Banyak dari protein ini memiliki fungsi penting dalam pengakuan kekebalan tubuh, dalam migrasi sel, dalam pengakuan dan penyatuan untuk reseptor, antara lain.

Referensi

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Biologi Sel Esensial. Ilmu Garland.
2. Cox, m. M., & Nelson, D. L. (2008). Prinsip -prinsip biokimia lehninger. WH Freeman.
3. Garrett, r. H., & Grisham, C. M. (1999). Biokimia.
4. Hijau, k. D., & Garneau-tesodikova, s. (2010). Modifikasi protein postslasional.
5. Walsh, c. T., Garneau --sodikova, s., & Gatto Jr, G. J. (2005). Modifikasi Protein Post -Translasional: Kimia Diversifikasi Proteome. Angewandte Chemie International Edition, 44 (45), 7342-7372.