Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

doktor.is

Hvernig myndast prótín í líkamanum?

Hér er einnig svarað spurningunum:
  • Hvernig verða prótín til?
  • Hvert er ferli prótínnýmyndunar í frumu í stuttu máli?

Prótínmyndun er mjög flókið efnafræðilegt ferli sem byrjar í erfðaefninu DNA en DNA er er efni genanna í litningunum. Hvert gen geymir upplýsingar um gerð tiltekins fjölpeptíðs en prótín eru gerð úr einni eða fleiri fjölpeptíðkeðjum. Upplýsingarnar eru fólgnar í röð byggingareininga í DNA sem kallast kirni (e. nucleotide) en þau eru af fjórum mismunandi gerðum. Mismunur þeirra liggur í gerð svokallaðs niturbasa í þeim. Niturbasarnir sem koma til greina eru sem sé fjórir og heita adenín (skammstafað A), týmín (T), gúanín (G) og cýtósín (C). Það er því í raun basaröð gens sem ákvarðar gerð prótíns.

Prótín eru gerð úr byggingareiningum sem heita amínósýrur. Fjöldi amínósýrugerða sem koma fyrir í prótínum er 20. Komið hefur í ljós að hver basaþrennd í DNA, til dæmis AAA eða ACT geymir upplýsingar um eina tiltekna amínósýru. Það er því basaröðin í geni sem ákvarðar amínósýruröð í fjölpeptíðkeðju og þar með prótínið.

Fyrsta skrefið í prótínmyndun er að umrita upplýsingar gens yfir í sameind sem heitir mótandi-RNA (mRNA). RNA er kjarnsýra eins og DNA en kirnin í RNA eru svolítið öðruvísi en í DNA þar sem einn basanna sem finnst í DNA kemur ekki fyrir í RNA. Þetta er basinn týmín (T), í stað hans kemur basinn úrasíl (U) fyrir í RNA.

Við umritun er basaröðin í geni notuð til að búa til samsvarandi basaröð í RNA. Basaþrenndirnar í mRNA sameindum kallast táknar (e. codon) þar sem þeir tákna hver um sig tiltekna amínósýru af þeim 20 gerðum sem finnast í prótínum. Táknar eru alls 64, enda eru möguleikar á að raða fjórum mismunandi basagerðum í þrenndir 43 = 64. Sumar amínósýrur eru táknaðar af fleiri en einum tákna, sumir táknar eru upphafsmerki og aðrir stöðvunarmerki. Kallast þetta erfðatáknmálið (e. genetic code).

RNA kemur fyrir í þremur megingerðum og er hlutverk þeirra allra að taka þátt í að koma upplýsingum sem geymdar eru í geni til skila í formi prótínsameindar. Þegar er búið að nefna fyrstu gerðina, mRNA. Táknarnir í mRNA samsvara basaþrenndum í DNA. Þar sem genin eru í litningunum og litningarnir í kjarna frumu hlýtur mRNA að myndast í kjarnanum.




Þegar mRNA sameind hefur verið mynduð berst hún út úr kjarnanum í umfrymið þar sem er að finna ýmis frumulíffæri. Þeirra á meðal eru ríbósóm sem mætti kalla prótínverksmiðjur frumunnar. Í þeim er að finna aðra gerð af RNA, svokallaða ríbósóma-RNA (rRNA). mRNA sameindin rennur inn í ríbósóm og þar hefst næsta skref prótínmyndunar.

Þetta skref er í raun flókið efnaferli og kallast þýðing (e. translation) þar sem upplýsingar í mRNA eru þýddar yfir í fjölpeptíð. Til þess að þetta ferli geti átt sér stað þarf þriðja RNA-gerðin að koma við sögu. Það er svokallað tilfærslu-RNA (tRNA). Til eru að minnsta kosti 20 gerðir af tRNA í umfrymi frumu. Hver þeirra tengist tiltekinni amínósýru í umfryminu og færir í ríbósómið. Á vissum stað á hverri tRNA sameind er basaþrennd sem samsvarar tilteknum tákna á mRNA. Kallast þessi þrennd á tRNA andtákni (e. anticodon). Ríbósóm rennir sér yfir og „les“ mRNA sameindina, einn tákna í einu. Það hleypir inn í sig tRNA með samvarandi andtákna og sem tengt er viðeigandi amínósýru.

Fyrsta basaþrennd í öllum mRNA sameindum er AUG og er kallaður upphafstákni (e. start codon). Það er hægt að ímynda sér fjörugt ástand í umfrymi frumna þegar mRNA sameind rennur í gegnum ríbósóm sem „les“ basaröð hennar og hleypir samsvarandi tRNA sameind sem tengd er viðeigandi amínósýru inn í sig þar sem peptíðtengi myndast milli hennar og þeirrar sem kom inn á undan. Oftast er það reyndar þannig að mörg ríbósóm raða sér eftir sömu mRNA sameindinni og eru komin mislangt í að þýða basaröð hennar yfir í amnínósýruröð. tRNA sameindir eru á flakki milli umfrymis og ríbósóma eftir því hvenær tákni fyrir þeirra amínósýru er „lesin“ í ríbósómi. Út úr hverju ríbósómi í slíku fjölríbósómi er vaxandi amínósýrukeðja. Lengsta keðjan er út úr því ríbósómi sem byrjaði fyrst á þýðingunni.

Allar mRNA sameindir enda á sama táknanum sem virkar eins og stöðvunarmerki og veldur því að fjölpeptíðkeðjan losnar frá ríbósóminu.

Heimild og mynd:

Útgáfudagur

6.10.2003

Spyrjandi

Bjarki Gunnarsson
Guðlaugur Aðalsteinsson
Katrín Magnea Jónsdóttir

Höfundur

Þuríður Þorbjarnardóttir

Þuríður Þorbjarnardóttir

líffræðingur

Tilvísun

Þuríður Þorbjarnardóttir. „Hvernig myndast prótín í líkamanum?“. Vísindavefurinn 6.10.2003. http://visindavefur.is/?id=3780. (Skoðað 25.4.2014).

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Gregor Mendel

1822-1884

Austurrísk-tékkneskur vísindamaður og munkur, sá að erfðir í baunaplöntum hlíta sérstökum lögmálum sem við hann eru kennd en athuganir hans vöktu ekki athygli fyrr en löngu síðar.