Van DNA naar eiwit

De eiwitsynthese verloopt in een aantal stappen:

  • Transcriptie
  • pretranslationele wijzigingen
  • Translatie
  • Posttranslationele wijzigingen

Deze video geeft een overzicht van deze gebeurtenissen (Engels):

Van DNA tot eiwit

Transcriptie

Transcriptie betekent ‘overschrijven’. Het gen dat codeert voor een eiwit wordt gekopieerd in de vorm van mRNA. Een belangrijk enzym hierbij is RNA-polymerase. Dit enzym verbreekt de dubbele helix en koppelt de RNA-moleculen aan het DNA.

In deze video wordt transcriptie in detail besproken:

De streng van het DNA die wordt afgelezen tijdens transcriptie heet de matrijsstreng. De andere streng heet de coderende streng. De RNA-code is gelijk aan de coderende streng (vervang een T door U). De matrijsstreng heeft de tegenovergestelde code (A = U, C = G, T = U, G = C).

Transcriptie vindt altijd plaats van het 3′-uiteinde van de matrijsstreng naar het 5′-uiteinde. Het mRNA wordt gevormd van het 5′-uiteinde naar het 3′-uiteinde.

Pretranslationele wijzigingen

Voordat de translatie begint, waar de daadwerkelijk eiwitten worden gevormd, wordt het mRNA nog op drie manieren verwerkt:

  • door splicing wordt niet-coderend mRNA weggeknipt (intronen). Alleen de exonen blijven over.
  • er vindt capping plaats: het mRNA krijgt een extra molecuul die nodig is voor het transport van mRNA vanuit de kern naar de ribosomen.
  • het RNA krijgt een poly-A-staart; een extra stukje RNA dat bestaat uit adenosinebasen (AAAA). Dit is belangrijk voor stabilisatie en transport van het mRNA.

Translatie

Bij de translatie wordt in het ribosoom een keten van aminozuren gevormd. De volgorde wordt bepaald door de code van het mRNA. Elke drie aminozuren coderen samen voor een eiwit. Bekijk hier de translatie in detail:

Posttranslationele wijzigingen

Als de aminozuren aan elkaar gekoppeld zijn, is de eiwitketen klaar. Maar het is pas een eiwit als het opgevouwen is. Dat gebeurt in het endoplasmatisch reticulum. Vouwing gaat in een aantal stappen:

  • De gewone eiwitketen zonder structuur is de primaire structuur.
  • Deze keten vouwt vanzelf doordat er waterstofbruggen en zwavelbruggen ontstaan. Er vormen zich kenmerkende vormen als een alfa-helix en bèta-sheet. Dit is de secundaire structuur.
  • De eiwitten kunnen nog verder gevouwen worden doordat deze structuren ook weer bindingen met elkaar aangaan door hydrofobe interacties en ioninteracties van de restgroepen. Dit is de tertiaire structuur.
  • Soms worden eiwitten nog weer aan elkaar gekoppeld. We spreken dan van de quaternaire structuur.