Biosynteza

Zgodnie z definicją biosynteza jest procesem biologicznym, w przebiegu którego dochodzi do produkcji (powstawania) nowych związków, cząsteczek, substancji, tkanek. Zachodzi w każdym organizmie żywym, jednak z różną intensywnością. Wpływać na to może np. wiek – u dzieci procesy biosyntezy zachodzą intensywniej, co wiąże się ze stałym, trwającym jeszcze wzrostem organizmu.

Biosynteza

Biosynteza – na czym polega?

Mówiąc w znacznym skrócie, biosynteza jest procesem, w którym komórki organizmów żywych tworzą kluczowe składniki lub związki chemiczne z mniejszych elementów. Można więc powiedzieć, że jest to zjawisko powstawania czegoś większego z wykorzystaniem czegoś mniejszego. Obejmuje szereg reakcji biochemicznych, które są katalizowane przez enzymy, a więc specjalne białka przyspieszające te reakcje. Proces ten z reguły przebiega w kilku etapach, jednak zależy to od wielu czynników zewnętrznych. Przykładem jest choćby biosynteza białek, która obejmuje transkrypcję DNA na mRNA, a następnie translację mRNA na łańcuchy polipeptydowe. Te zaś ostatecznie formują się w funkcjonalne białka.

Biosynteza białka

Klasycznym przykładem reakcji biosyntezy jest biosynteza białka, która zachodzi w każdym organizmie żywym. Podzielić to można na 2 kluczowe etapy: transkrypcja i translacja. Transkrypcja to enzymatyczny proces katalizowany przez polimerazę RNA. W jego przebiegu jedna nić DNA służy jako matryca do syntezy komplementarnego RNA. Przebieg całości można przedstawić następująco:

  • rozpoznanie specjalnej sekwencji nukleotydów w DNA przez enzym polimerazę RNA;
  • przyłączenie enzymu do promotora, tuż po rozpoznaniu wspomnianej sekwencji;
  • rozerwanie lokalnych wiązań wodorowych między dwiema nićmi komplementarnymi w DNA i rozdzielenie łańcucha w pewnym odcinku;
  • przesuwanie polimerazy RNA wzdłuż jednej z nici DNA (tak zwana nić matrycowa).

Podczas transkrypcji zachodzi proces uwalniania energii, dzięki czemu pokryte zostają wszelkie wydatki energetyczne. Translacja natomiast stanowi jeden z kluczowych procesów w biosyntezie białek, podczas którego sekwencja nukleotydów w mRNA (matrycowym RNA) jest tłumaczona na sekwencję aminokwasów w białku. W jej przebiegu wymienia się następujące elementy:

  • inicjacja: rybosom przywiązuje się do mRNA w miejscu startowym, po czym do tego miejsca dołącza się także tRNA z odpowiednim aminokwasem;
  • elongacja: rybosom przesuwa się wzdłuż mRNA, odczytując kolejne kodony i dopasowując je do odpowiednich tRNA, które dostarczają aminokwasy;
  • terminacja: rybosom napotyka kodon stop, który nie koduje żadnego aminokwasu. W tym momencie łańcuch polipeptydowy jest uwalniany z rybosomu i może dalej ulegać obróbce, by stać się funkcjonalnym białkiem.

Efektem takiego procesu biosyntezy jest powstanie pełnowartościowych białek, które następnie mogą pełnić funkcję dopasowaną do ich budowy.

Biosynteza – pozostałe przykłady

W rzeczywistości biosynteza to mnóstwo różnorodnych procesów zachodzących nie tylko w ludzkim ciele, ale i w środowisku naturalnym (w organizmach zwierzęcych, roślinnych). Przykładami są:

  • fotosynteza – zachodzi w organizmach roślinnych. W trakcie tego procesu z wody i dwutlenku węgla, przy udziale energii słonecznej, powstają związki organiczne i tlen;
  • chemosynteza – polega na produkcji cukrów z udziałem energii pochodzącej z utleniania związków nieorganicznych lub metanu;
  • biosynteza związków azotowych – również klasyczny proces zachodzący w tkankach roślinnych;
  • produkcja witaminy K i witamin z grupy B przez mikroorganizmy w obrębie jelit;
  • tworzenie się hormonów, enzymów czy neuroprzekaźników w organizmie.

I wiele innych. Tak naprawdę bez procesów biosyntezy niemożliwe byłoby życie na ziemi. Przykładem biosyntezy jest nawet gojenie się ran, jako że wówczas powstaje skrzep, po czym rana zasklepia się nowym naskórkiem i tkanką skórną.



Polecane produkty:

Bibliografia

  1. Traczyk W., Fizjologia człowieka w zarysie, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2007.
  2. Cal M., Matyjaszczyk I., Filik K., Funkcjonowanie i rola DNA w komórce – fakty i mity, Laboratorium – Przegląd Ogólnopolski, 3/2017.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *