Domů     Medicína
Továrna na bílkoviny v buňce šlape jako hodinky
Jan Zelenka 6.12.2023

Užíváte si poklidný večer při dobrém jídle. Vaše tělo ale volno nemá, čeká ho práce s trávením. Mozek už nařídil výrobu bílkovin, které slouží jako trávicí enzymy. Pokyn doputoval i k buňce slinivky, jejímž úkolem je vytvářet lipázu, enzym pro štěpení tuků v tenkém střevě. Výroba se rychle rozjíždí….

Krok 1: Hledání receptu

Buňka slinivky břišní se pouští do práce. Nejdřív musí najít předpis pro tvorbu lipázy. Spolu s recepty na 20 000 až 25 000 dalších proteinů je uložený v jejím jádře ve formě DNA, tedy v genetické informaci.

V katalogu je potřeba najít požadovaný recept čili gen. Ten pro slinivkovou lipázu má zkratku PNLIP. V knihovně platí přísné pravidlo, že nikdo nesmí vynášet z jádra originální recepty, tedy části DNA. Je však možné si návod přepsat a kopii si odnést ven.

Krok 2: Přepis je bleskurychlý

Než se recept může zkopírovat, musí se nejprve rozplést dvoušroubovice DNA v oblasti, kde se nachází požadovaný gen. Jedno z vláken se pak stane předlohou pro kopii, která bude mít podobu krátkého úseku genetické informace označovaného jako mRNA (messengerová RNA).

V jádře je připraveno vše, co je pro její tvorbu potřeba, tedy enzymy i nukleotidy, což jsou základní stavební prvky nukleových kyselin (DNA a RNA). Každý nukleotid obsahuje jednoduchý cukr, zbytek kyseliny fosforečné a některou z nukleových bází. A právě báze jsou na buněčné úrovni tím, čím jsou pro nás písmena abecedy.

Krok 3: Písmenková skládačka

V DNA jsou veškeré informace zapsané pouze čtyřmi druhy nukleových bází, kterými jsou adenin, thymin, guanin a cytosin. Čtyři písmena tedy zvládají kódovat strukturu veškerých bílkovin lidského těla. Zdá se to málo, ale počítače si vystačí pouze s jedničkami a nulami.

I mRNA je poskládaná z těchto bází, ovšem s tím rozdílem, že thymin je nahrazený uracilem.

Když si chce buňka okopírovat recept na výrobu lipázy (nebo jakéhokoliv jiného proteinu), tak přiřazuje stavební kameny (nukleotidy) následujícím způsobem: Kde je v DNA cytosin, tam se pro mRNA použije guanin, a naopak.

Kde je thymin, tam přidá adenin. A pokud se v DNA objeví adenin, tak se do mRNA zařadí uracil. A toto všechno má na starosti enzym označovaný jako RNA polymeráza.

Krok 4: Nastupuje ribozom

Hotová mRNA opouští jádro buňky a v cytoplazmě se naváže na ribozom. Tato buněčná organela má na starosti vlastní výrobu bílkovin neboli translaci. V cytoplazmě může být klidně i 10 milionů ribozomů a všechny čekají na mRNA, aby mohly začít plnit svoji funkci.

A zatímco jedna mRNA právě opouští jádro, tak už buňka vytváří další. Celé to připomíná pásovou výrobu, takže v jeden okamžik je výroba pankreatické lipázy (nebo jakéhokoliv jiného proteinu) ve vícero fázích.

Krok 5: mRNA nese instrukce

Ribozom má dvě části, které se označují jako velká a malá podjednotka. Velká je pracant, co odře většinu práce, a malá je koordinátor, který se stará o to, aby pro výrobu proteinu nic nechybělo. To nejdůležitější už je na místě, tedy instrukce v podobě mRNA. Ještě budou potřeba aminokyseliny jako základní stavební prvky bílkovin. Ty jsou zatím rozptýlené v cytoplazmě.

Krok 6: tRNA řadí aminokyseliny

Teď je třeba zařídit, aby se správná aminokyselina dostala ve správný okamžik k ribozomu a zařadila se do vznikajícího proteinu. K tomu slouží další druh RNA označovaný jako tRNA (transferová RNA). Ty mají podobu jakéhosi trojlístku.

Na stonek se váže některá z aminokyselin, kterých je v lidských buňkách 21 typů. Druh aminokyseliny, který tRNA přenáší, není náhodný, ale určuje ho trojice nukleových bází, která je na prostředním lístku.

Krok 7: Práce s trojicemi

Celý trik výroby proteinů v buňce (tedy proteosyntézy) spočívá v tom, že tři nukleové báze kódují jednu aminokyselinu. Tak jsou zapsané v DNA i mRNA. Pokud jsou například v mRNA báze AUG, tak buňka ví, že má zařadit aminokyselinu methionin.

Vedle může být CUU, což značí leucin. Velká podjednotka ribozomu je zodpovědná za navázání tRNA, která nese správnou aminokyselinu – tedy tu, která odpovídá bázím zapsaným v mRNA.

Krok 8: Všechno musí sedět

Na mRNA připojenou k ribozomu se váže jedna tRNA za druhou. Úkolem tRNA je odevzdat v ribozomu na určeném místě aminokyselinu, kterou přivezla. Velká podjednotka ribozomu se stará o to, aby se aminokyseliny nerozkutálely jako korálky.

Pečlivě je tedy napojuje na sebe tzv. peptidickou vazbou. Zároveň se stará o odstraňování molekul tRNA, které už svůj náklad odevzdaly. A zároveň se se postupně posouvá po již použité části mRNA. Všechno je dokonale synchronizováno a za pouhou vteřinu dokáže ribozom zařadit kolem 20 aminokyselin.

Krok 9: Závěrečné úpravy

Když se ribozom dostane na konec mRNA, tak uvolní vytvořený proteinový řetězec. Není to však ještě hotová lipáza, jelikož se nově vzniklé proteiny ještě upravují. Přidávají se k nim různé molekuly a v některých případech dochází k jejich štěpení.

Když je buňka s proteinem spokojená, tak ho zabuduje do své struktury, nebo ho uvolní ven, tak jako se to děje s pankreatickou lipázou.

Dodatek: Stejným způsobem jako tento trávicí enzym vytvářejí buňky všechny další bílkoviny. Jsou základem života, a tak je tělo potřebuje pro množství rozmanitých úkolů. Jsou základními stavebními kameny tkání, slouží imunitě, řídí tělo jako hormony, podílejí se na nesčetných buněčných dějích.

Kateřina Pavelcová

reklama
Související články
Poznat člověka s poruchou osobnosti, tak zvaného psychopata, může být při prvním setkání obtížné. Je totiž zpravidla dobrým manipulátorem a může působit až altruisticky. Ve skutečnosti však druhé využívá ve vlastní prospěch, protože mu chybí empatie a pocit viny. Může se empatii naučit? Empatií se rozumí schopnost porozumět a vcítit se do toho, co prožívá […]
Pro degeneraci části mozku, která vede k poruše pohyblivosti zvané Parkinsonova choroba, medicína stále ještě nemá přesné vysvětlení. Navíc příčin, které ji dokážou vyvolat, je více než se čekalo. Novým podezřelým se staly nanočástice plastu, které se do mozku dostávají s krví. Plasty jsou ve své nejzáludnější podobě nanočástic všudypřítomné. Předpona nano znamená, že jde […]
S ADHD neboli poruchou pozornosti s hyperaktivitou je spojována roztržitost a impulzivita. Ačkoliv dnešní společnost vnímá tyto rysy negativně, je možné, že v minulosti představovaly pro naše předchůdce výhodu, která jim pomáhala přežít. Zlepšovala jejich taktiku při hledání potravy. To jsou závěry, ke kterým dospěli odborníci v čele s Davidem Barackem, neurovědcem z Pensylvánské univerzity, […]
Proslaví ji nález sochy býčka, po které také získá svůj název. Vyjma cenných artefaktů však jeskyně láká i na dávný masakr, jehož pravá podstata stále nebyla přesvědčivě objasněna. Začneme ale od začátku. Podle odborníků patří Býčí skála, ležící v Moravském krasu, k nejvýznamnějším speleoarcheologickým lokalitám ve střední Evropě. Nejenže se zde uskutečnil první paleolitický výzkum […]
Netradiční tvar dělohy může být příčinou neplodnosti, samovolných potratů nebo komplikovaného početí. Lékaři upozorňují, že na tento důvod neplodnosti se často nemyslí a vyšetření, která umí vady dělohy odhalit, se opomíjí. Jiný než klasický tvar dělohy mají podle specialistů na reprodukci v Česku stovky žen. „Děloha se skládá z děložního hrdla a děložního těla a podobá […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz