Proteinsyntese. Av Meletios Verras/Shutterstock. Begrenset gjenbruk

proteinsyntese

Artikkelstart

Proteinsyntese er prosessen der nye proteiner dannes. Det skjer ved at ulike aminosyrer settes sammen til en kjede, i en bestemt rekkefølge, etter oppskrift fra genene. Proteinsyntesen skjer i cellene.

Faktaboks

Uttale: proteˈinsyntese

Oppskriften finnes i DNA

Oppskriften på alle proteinene i kroppen finnes i arvestoffet DNA. Oppskriften på ett enkelt protein kalles et gen.

Et annet stoff, RNA, virker som budbringer og overfører oppskriften fra DNA-et i cellekjernen til cellens ribosomer der proteinene dannes.

DNA er bygget opp av fire forskjellige byggesteiner eller baser: A (adenin), C (cytosin), T (thymin) og G (guanin). Rekkefølgen (sekvensen) av disse basene langs DNA-tråden utgjør den genetiske koden. De fire basene beskrives gjerne som bokstavene i den genetiske koden. Bokstavene danner en slags ord på tre bokstaver. Disse kalles tripletter. Hver triplett står for én bestemt aminosyre. For eksempel står tripletten GGG for aminosyren glysin.

Genet for ett bestemt protein består av en rekke tripletter som gir en bestemt rekkefølge (sekvens) av aminosyrer. I tillegg er det egne tripletter som er startsignal og sluttsignal for proteinsyntesen.

Proteinsyntese beskriver hvordan oppskrifter i DNA-et omsettes til protein. Først overføres informasjonen fra DNA til budbringer RNA (mRNA) i en prosess som kalles transkripsjon. Informasjonen i budbringer RNA brukes så til å sette sammen en kjede med aminosyrer. Dette kalles translasjonen. Kjeden med aminosyrer vil så formes på en bestemt måte til et protein.

Sentraldogmaet. Laget med biorender.

Av Halvard Hiis.

Lisens: CC BY SA 3.0

Fra DNA til protein

Først overføres oppskriften på proteinet fra DNA til RNA. Dette kalles transkripsjon (fra det engelske ordet for å skrive ned). Deretter styrer oppskriften i RNA-tråden hvilke aminosyrer som settes sammen til et protein. Dette kalles translasjon (fra det engelske ordet for oversettelse).

Forenklet kan proteinsyntesen beskrives i fire trinn:

Når cellen trenger nye proteiner, sendes et signal om dette til cellekjernen.
I cellekjernen blir det laget en nøyaktig kopi av et gen, altså den delen av DNA-tråden som koder for et bestemt protein. Denne kopien blir kalt budbringer-RNA (mRNA, messenger RNA på engelsk). Kopieringen kalles transkripsjon.
Den ferdige mRNA-tråden går fra cellekjernen og ut i cellens cytoplasma. Der fester mRNA-tråden seg til et ribosom.
Ribosomene lager proteinet. Det skjer ved at en annen type RNA som kalles tRNA (transfer-RNA) leser av den genetiske koden i mRNA og kobler aminosyrene til hverandre i riktig rekkefølge. Det finnes 61 forskjellige tRNA. De gjenkjenner de forskjellige triplettene i mRNA (ordene i den genetiske koden) i og fester på korrekt aminosyre. Produksjonen av protein ut fra den genetiske koden i mRNA kalles translasjon.

Etter at proteinene er ferdig laget, transporteres de til ulike steder i cellen, eller ut av cellen.

Proteinsyntese. Laget med biorender.

Proteinsyntese

Av Halvard Hiis.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Mer om den genetiske koden

Til venstre i tabellen står første bokstav i tripletten vi kaller kodon. Øverst finner man andre bokstav, og til høyre er tredje bokstav i kodonet. Aminosyrene står her med trebokstavforkortelse.

Kodontabell

Av Halvard Hiis/Laget med BioRender/BioRender.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Triplettene – ordene i den genetiske koden – kalles også for kodoner. Hver av triplettene står for én bestemt aminosyre.

Når triplettene fra DNA overføres til budbringer-RNA (mRNA), skjer en liten forandring. I stedet for basen tymin (T) inneholder RNA-molekylet uracil (U). Derfor blir for eksempel tripletten TAA til UAA når den overføres til RNA.

Med tre tegn etter hverandre og fire forskjellige bokstaver (baser) å velge mellom hver gang, finnes det 64 mulige tripletter (4∙4∙4). I kroppen har vi bare 20 ulike aminosyrer, men hver aminosyre har flere koder. Det er for eksempel fire forskjellige tripletter som alle koder for aminosyren glysin (GGU, GGC, GGA og GGG).

Start- og stoppsignal

Det er også en triplett som er startsignal (AUG) for proteinsyntesen og tre tripletter som gir sluttsignal (UAA, UAG, UGA). I tillegg til å være startsignal, koder tripletten AUG for en aminosyre som heter metionin. All proteinsyntese starter derfor med metionin. Stopp-tripletten UGA koder i visse tilfeller for en sjelden aminosyre kalt selenocystein. Selenocystein finnes blant annet i enzymene glutationperoksidase og maursyrehydrogenase.

Mer om stegene i proteinsyntesen

Figur 1. Aminosyrene glysin og alanin bindes sammen. Bindingen melom to aminosyrer kalles en peptidbinding. I reaksjonen som danner en peptidbinding frigjøres ett vannmolekyl (H₂O). Bokstavene i figuren er kjemiske symboler for atomer av grunnstoffene karbon (C), hydrogen (H), oksygen (O) og nitrogen (N).

Kunnskapsforlaget.

Lisens: Begrenset gjenbruk

Proteinsyntesen er en komplisert prosess hvor mer enn 100 store molekyler er involvert. Beskrivelsen av prosessen i fire punkter ovenfor er forenklet.

For eksempel er et viktig steg mellom punkt 2 og punkt 3 at deler av mRNA-tråden som ikke er nødvendig for det ferdige proteinet klippes bort. Hos mennesker og de fleste andre pattedyr veksler DNA-tråden mellom to slags strekninger som kalles eksoner og introner. Eksonene inneholder informasjon som gir rekkefølgen av aminosyrer til proteiner. Disse avbrytes av og til av introner, strekninger av DNA-tråden som ikke inneholder informasjon om proteinet. Både eksoner og introner kopieres til mRNA i transkripsjonen. Men på veien ut fra cellekjernen kuttes intronene bort fra mRNA.

Ribosomene bruker stoffet ATP (adenosintrifosfat) som energi i proteinsyntesen. Bindingen mellom en aminosyre og den neste i kjeden kalles en peptidbinding.

Ikke alle proteiner skal fungere i cellen der de dannes. Proteiner som skal sendes ut av cellene (hormoner og serumproteiner) dannes først som såkalte preproteiner. Preproteiner begynner med en presekvens, en spesiell kjede av aminosyrer som må fjernes for at proteinet skal virke som det skal.