eiwitaanmaak

Alle cellen maken eiwitten aan.
De eiwitaanmaak bij bacteriën, schimmels, planten en dieren, inclusief de mens, geschiedt op dezelfde manier. Eiwitten worden in de cel aangemaakt op de ribosomen. Ribosomen zijn de assemblageplaatsen waar de erfelijke informatie uit het DNA wordt vertaald in nieuwe eiwitten. Één (bacterie)cel die zich gaat delen heeft wel tienduizenden ribosomen.

Afbeelding1): het (hier nagebootste) bacterie-ribosoom bestaat uit een kluwe van meer dan 50 nauw samenwerkende eiwitten. In het ribosoom worden twee zones onderscheiden: het (linksboven geel gekleurde) 30S deel en het (linksboven blauwgroen gekleurde) 50S deel. De eiwitaanmaak vindt plaats in het grensgebied van beide zones.


Het ribosoom wordt gemaakt van eiwitten en ribonucleinezuur (ribosoom-RNA of r-RNA; de A staat voor acid). Het RNA wordt gemaakt door een gedeelte van het erfelijk materiaal, het desoxiribonucleïnezuur (DNA), te kopiëren.

Het DNA, dat zich bij schimmels, planten en dieren grotendeels in de celkern bevindt, bestaat uit een lange, sterk gewikkelde, streng van suiker en fosformoleculen, waaraan verschillende gecombineerde stikstofbasen zitten, zie de figuur.

Schematische weergave van een sterk vergrote DNA-streng uit een cel.

De DNA-streng bevat de codes voor de aanmaak van alle benodigde eiwitten. Deze codes bestaan uit combinaties van drie stikstofbasen (tripletten). Er zijn 4 soorten stikstofbasen en er kunnen 64 verschillende tripletten met deze stikstofbasen gevormd worden. Op elke triplet past één van de twintig soorten aminozuren (monopeptiden). De opeenvolging van tripletten bepaalt de volgorde (“de code”) van de aminozuren waaruit de te vormen eiwit (polipeptide) bestaat.

De codering voor één eiwit of voor een bepaald soort RNA, wordt een gen genoemd. De aanmaak van eiwit wordt daarom ook genexpressie genoemd. De eiwitaanmaak of genexpressie verloopt in stappen. Door zich letterlijk te ontwikkelen en zich in de lengte te splitsen kunnen de benodigde codes van het DNA gekopieerd worden.

Tegen één zijde van het DNA, dat als een soort mal gebruikt wordt, kan het ribonucleïnezuur (RNA) aanmaakt worden. Het RNA is dus de negatieve afdruk van een halve DNA molecuul.
Het DNA maakt vervolgens drie soorten RNA-eiwitten aan: 1) het transport RNA (t-RNA), dat de aminozuren tijdens de eiwitaanmaak transporteert; 2) het ribosoom RNA (r-RNA) die een belangrijk onderdeel van het ribosoom gaat vormen, en 3) het boodschapper RNA (messenger RNA, m-RNA).

In het ribosoom wordt daarna de DNA-code “vertaald” in een eiwit door van de negatieve basetripletten op het boodschapper-RNA weer een positieve afdruk te maken. Het ribosoom beweegt zich als een soort breikop over het boodschapper RNA en leest de codes af. Losse aminozuren (de bouwstenen van eiwitten) uit de celinhoud worden met de hulp van het transport-RNA in het ribosoom aan elkaar geplakt in de volgorde van de codes op het boodschapper-RNA, zie de figuur.

Schematische weergave van de eiwitaanmaak op het ribosoom.

groene lijn= bootschapper RNA met een code
groene blokken = transport RNA
oranje ballen = aminozuren die samen een eiwit vormen

Afhankelijk van de soort code op het boodschapper-RNA wordt een groot eiwitmolecuul (polipeptideketen) aangemaakt dat nodig is voor een bepaalde taak. Deze taak kan zijn de bouw van nieuwe celwand bij een groeiende bacterie, zodat de (bacterie)cel zich daarna in twee identieke delen kan splitsen. Andere taken zijn het vormen van buisjes in de celwand. Deze buisjes dienen voor de aanvoer van voeding en de afvoer van afval en andere stoffen, bijvoorbeeld gifstoffen (antibiotica) voor de verdediging tegen andere bacteriën.
 
 
 
1) Tryslka, J. et al. 2004, www.trylska.com