Eiwitten zijn complexe eiwitten moleculen gerangschikt in een stevige structuur. Hun vorming in cellen wordt eiwitbiosynthese genoemd. Eiwitten kan uit meerdere 1,000 bestaan aminozuren Het zijn onmisbare bouwstenen van alle levende organismen.
Wat is de biosynthese van eiwitten?
Eiwitten zijn complexe eiwitten moleculen gerangschikt in een stevige structuur. Hun vorming in cellen wordt eiwitbiosynthese genoemd. Eiwitten worden gesynthetiseerd uit aminozuren in een complex biochemisch proces. Dit vindt plaats op de ribosomen van een cel. Hoewel een eiwit een complexe structuur heeft, ontvangt het ribosoom de exacte informatie in welke volgorde de aminozuren moeten met elkaar worden verbonden. De informatie over de structuur van het eiwit wordt opgeslagen in het DNA. Een mens gen bestaat uit 23 chromosomen in tweevoud, met uitzondering van het mannelijke Y-chromosoom. Elk chromosoom heeft dus twee of één lange DNA-streng. Het wordt met behulp van eiwitten in een complex proces in een vaste vorm (dubbele helix) opgewonden. Mensen hebben ongeveer 25,000 genen, zodat er ongeveer 1,000 genen op één chromosoom zijn opgeslagen. In de regel een gen is verantwoordelijk voor de synthese van een eiwit. Om een eiwit te synthetiseren, moet het DNA van het eiwit van de celkern naar de ribosomen Hiervoor maakt de instantie een kopie van het gen, het boodschapper-RNA of mRNA. Deze kopie migreert in het celplasma naar de ribosomen, waar het is gecodeerd. De ribosomen hechten zich aan de chromosoomstreng en maken het nieuwe eiwit aan moleculen Dit proces wordt vertaling genoemd. Nu ontvouwt de eiwitketen zich in zijn uiteindelijke vorm en maakt hij los van de ribosomen.
Functie en taak
Tijdens de biosynthese van eiwitten wordt de volledige genetische code van een aminozuurketen vertaald en omgezet in een driedimensionale structuur. Dit proces wordt gestuurd door de genetische code van de kern. Eiwitbiosynthese is essentieel omdat eiwitten bijna alle processen in het menselijk lichaam beïnvloeden. Ze zijn ook verantwoordelijk voor ons uiterlijk. De eiwitstructuur is genetisch bepaald. Ribosomen werken niet als machines en volgen soms zelfs willekeurige reactiepaden. Hoewel het toeval een rol speelt bij individuele reactiestappen, werken ribosomen toch buitengewoon betrouwbaar en nemen ze bijna nooit het verkeerde aminozuur op zuren in de ketting. Als elementaire bouwstenen van het organisme worden eiwitten ook in alle weefselstructuren aangetroffen lichaamssappen De permanente aanvoer van eiwitten is nodig voor het onderhoud van de lichaamssubstantie, waarin afbraak- en hermodelleringsprocessen permanent plaatsvinden, voor genezing, voortplanting en groei en voor de productie van structuren. Sterkte atleten hopen voedingseiwitten te gebruiken om de eiwitsynthese in spieren te stimuleren en meer spieren op te bouwen. De beschikbaarheid van amino zuren kan de eiwitsynthese stimuleren, maar de meningen verschillen over de mate waarin dit gebeurt. Het is echter bewezen dat zelfs het gezonde lichaam met afnemende spiermassa massa kan minder goed omgaan met stressvolle situaties. Om een permanente voorraad amino op te bouwen zuren om redenen van prestatieverbetering is niettemin controversieel, omdat als de concentratie van aminozuren in de bloed langdurig erg hoog is, schakelt het lichaam de biosynthese van eiwitten gewoon uit. Dus om een toename van de spiermassa te bereiken massa, tijd is belangrijker dan de hoeveelheid eiwit. Groeifactoren zoals insuline beïnvloeden de biosynthese van eiwitten omdat ze de opname van aminozuren kunnen stimuleren. Deze prestatieverhogende drugs zijn verboden als doping in competitieve sporten.
Ziekten en kwalen
Het complexe proces van eiwitbiosynthese is vatbaar voor verstoring. Veroudering en ziekte zijn de grootste beïnvloeders van de biosynthese van eiwitten. De juiste positie en ordelijke voortgang van transfer-RNA (translocatie) zijn bijzonder belangrijk voor een soepel verloop van de synthese. Als dit verstoord is, volksgezondheid loopt gevaar, omdat micro-organismen nu een gemakkelijk spel hebben. Veel ziekten worden in verband gebracht met de verstoring van de biosynthese van eiwitten, bijvoorbeeld door de activiteit van enzymen Een focus van medisch onderzoek betreft structurele inzichten in de functie en bindingsplaatsen van antibiotica De laatste antibiotica direct op de biosynthese van eiwitten in ribosomen antibioticum interfereert met de synthese door rechtstreeks aan ribosomen te koppelen om ongewenst te doden pathogenen ter plaatse. Aminozuren stimuleren de vorming van mitochondria, de energiecentrales van cellen. Cellen die veel energie verbruiken, bijvoorbeeld skelet- en hartspieren, hebben bijzonder veel mitochondria Activiteit wekt energie op en stimuleert stofwisselingsprocessen. Bij degeneratieve spierziekten is spierbeweging vooral belangrijk om de biosynthese van eiwitten te activeren. Als de eiwitproductie afneemt, is het doel vaak een grotere mobilisatie van aminozuren. hormonen kan ook de spierfunctie regelen. Testosteronstaat bijvoorbeeld bekend om zijn anabole werking omdat het de eiwitproductie stimuleert en de spiergroei bevordert. Eiwitvouwingsstoornissen verhinderen de juiste vouwing van het eiwitfilament en hebben ernstige gevolgen. Aangenomen wordt dat de oorzaak een genmutatie is. Verkeerd gevouwen eiwitten produceren verschillende ziekten, en de cellen reageren altijd met spanning Doordat de transactie wordt onderdrukt, wordt de synthese van schadelijke stoffen vergroot. Ook al vitaminegebrek wel leiden op stoornissen van de biosynthese van eiwitten. Onder de vitaminen, vitamine B6 heeft de sterkste invloed op de eiwitsynthese. Een tekort veroorzaakt zenuwschade, huidveranderingen, groeistoornissen en spieratrofie. Verworven aandoeningen van de biosynthese van eiwitten zijn voornamelijk lever ontsteking en levercirrose. Ontsteking leidt tot veranderingen in de aminozuursequentie. Fouten in transcriptie of vertaling en ernstig infectieziekten kan ook leiden tot misvouwen. Tegenwoordig proberen biochemici de dynamiek van de biosynthese van eiwitten te berekenen om genetisch veroorzaakte ziekten te genezen. Deze bevindingen hebben op hun beurt gevolgen voor alle cellulaire processen.
