Le cellule umane sono fabbriche chimiche in grado di svolgere compiti che potrebbero sfidare i migliori complessi industriali sulla terra. Ancora più miracolosa è la loro capacità di farlo in uno spazio abbastanza piccolo da richiedere un ampio ingrandimento microscopico solo per osservare. Queste meraviglie di produzione in miniatura possono riprodursi con poca energia e guidare il processo di costruzione del corpo umano con la precisione di un computer. Una serie di processi chimici mantiene il controllo su queste funzioni.

Processo di sintesi proteica

Il processo di produzione di proteine ​​richiede più passaggi. Ognuna di queste fasi richiede segnali dall'esterno e dall'interno della cella. Il primo passo è che le sostanze chimiche all'esterno della cellula richiedano la necessità di una particolare proteina. Strutture specializzate progettate per la trasduzione del messaggio chimico ricevono e trasportano questi segnali nella cella. Da lì, le sostanze chimiche di segnalazione viaggiano verso il nucleo, dove il gene contenente le istruzioni per fabbricare la cellula viene letto e trascritto in un modello molecolare. Infine, le strutture chiamate ribosomi traducono il modello in una proteina reale. Ognuna di queste fasi coinvolge una serie di meccanismi di controllo per avviare e mantenere il processo.

Trasduzione

Quando il corpo umano ha bisogno di più di una proteina specifica, gli organi specializzati chiamati ghiandole secernono segnali chimici chiamati ormoni - che di per sé sono proteine ​​- in risposta ad alcuni stimoli. Una volta rilasciato nel flusso sanguigno, questi ormoni vengono a contatto con le cellule. Strutture specializzate chiamate recettori si attaccano a questi prodotti chimici ormonali e danno inizio a una progressione delle trasformazioni molecolari, chiamata trasduzione del segnale. Il messaggio chimico passa attraverso la parete cellulare esterna e nella membrana interna, dove il recettore innesca una raffica di attività chimica, che a sua volta crea messaggi da inviare al nucleo cellulare per produrre la proteina necessaria.

Trascrizione

All'interno del nucleo della cellula, i messaggi dai recettori causano un enzima chiamato RNA polimerasi per rilassare il filamento del DNA e dividerlo lungo il gene in cui si trova il codice per la proteina necessaria. Da quel punto, l'enzima legge il DNA e crea uno specchio chimico complementare della sezione necessaria in un processo chiamato trascrizione. Il prodotto di questo processo è un filamento di RNA messaggero (mRNA), che contiene le istruzioni per fabbricare la proteina necessaria.

Traduzione

Mentre l'mRNA lascia il nucleo, una struttura cellulare chiamata ribosoma lo intercetta. Il ribosoma si attacca a una sezione dell'mRNA chiamato codone di inizio, che è una tripletta specifica di sostanze chimiche che controllano dove inizia il processo di produzione della proteina. Complessi composti da aminoacidi legati all'RNA di trascrizione (tRNA) si legano ai loro complementi nell'mRNA. Il ribosoma viaggia lungo il filamento di mRNA, raccogliendo gli amminoacidi dai complementi del tRNA, formandoli in una semplice catena proteica. Quando il ribosoma raggiunge il codone di stop, un fattore di rilascio gli impone di rilasciare la proteina completata.