La sintesi proteica è uno dei processi biologici fondamentali attraverso quale le singole cellule costruiscono le loro specifiche proteine. All’interno del processo sono coinvolti sia il DNA (acido desossiribonucleico) che diversi acidi ribonucleici (RNA).
Il processo viene avviato nel nucleo della cellula, dove specifici enzimi si legano alla necessaria sezione del DNA, che rende accessibile il DNA in questa regione e può essere effettuata una copia dell’RNA. Questa molecola di RNA si sposta quindi dal nucleo al citoplasma cellulare, dove avviene il vero processo di sintesi proteica.
La sintesi proteica muscolare è il processo alla base dell’ipertrofia. Il mantenimento della massa muscolare si può ottenere ottiene tramite le fluttuazioni sinusoidali della sintesi proteica, e tramite il turnover proteico, soprattutto a seguito dell’esercizio fisico. La dieta e l’attività fisica sono stimoli necessari per lo sviluppo ipertrofico muscolare e la stimolazione della sintesi proteica.
Cos’è la sintesi proteica
Le proteine sono macromolecole biologiche di grandissima importanza. Sono le più presenti nel nostro organismo e svolgono la maggior parte delle funzioni che lo mantengono in vita.
Esse possono svolgere varie funzioni:
- strutturale
- immunitaria
- di trasporto (ossigeno, minerali, lipidi, di membrana)
- di identificazione dell’identità genetica, ormonale, enzimatica, contrattile, energetica.
Tutte le cellule funzionano attraverso le loro proteine
La funzione proteica è definita dalla loro funzione molecolare, dalla localizzazione all’interno delle cellule e dal coinvolgimento in un particolare processo biologico. Tutti i componenti della funzione proteica sono definiti dall’esatta composizione, struttura e conformazione delle proteine, che è codificata all’interno della regione del DNA (chiamata locus) che codifica quella proteina. Con il processo di sintesi proteica le cellule biologiche generano nuove proteine, che d’altra parte sono bilanciate dalla perdita di proteine cellulari attraverso la degradazione o l’esportazione.
La trascrizione
è la prima delle due fasi della sintesi proteica. Durante la trascrizione, l’informazione codificata nel DNA viene copiata in una molecola di RNA quando un filamento della doppia elica del DNA viene usato come modello. La molecola di RNA viene inviata al citoplasma, che aiuta a riunire tutti i componenti necessari per l’effettiva sintesi proteica – aminoacidi, RNA di trasporto, ribosomi, ecc. Nel citoplasma i polimeri proteici sono effettivamente “sintetizzati” attraverso reazioni chimiche – ecco perché il processo è noto come “sintesi proteica” o ancora più precisamente – “biosintesi delle proteine”.
La traduzione
La traduzione dell’RNA delle informazioni genetiche delle proteine codificate nella molecola di DNA viene prodotta nel nucleo ed è chiamata RNA messaggero (mRNA). Ogni mRNA codifica le informazioni per una singola proteina ed è di dimensioni molto più piccole rispetto alla molecola del DNA. Ciò rende possibile che le molecole di mRNA escano dal nucleo attraverso minuscole aperture chiamate pori nucleari. Una volta che esce dal nucleo ed entra nel citoplasma, l’mRNA potrebbe interagire con una struttura cellulare nota come ribosoma, che funge da assemblatore della cellula all’interno del processo di sintesi proteica. Il ribosoma è costituito da proteine e molecole di RNA ribosoma (rRNA), che sono organizzate in due subunità. L’mRNA si lega inizialmente a una sola sottounità ribosoma.
Quando l’mRNA interagisce con la grande sottounità ribosomiale, questo innesca l’approccio di un’altra molecola di RNA, chiamata transfer RNA (tRNA). La molecola di tRNA possiede una sequenza specifica di 3 basi (anti-codone), che deve completare una sequenza corrispondente (codone) all’interno della sequenza dell’mRNA. Quando lo trova, si attacca all’mRNA, mentre l’altra estremità del tRNA viene “caricata” con un amminoacido. A questo punto arriva l’altra sottounità del ribosoma e si forma una struttura completa. Il primo tRNA si lega a un cosiddetto “codone di inizio”, che è uno e lo stesso per tutte le proteine. Quando si forma la struttura completa dei ribosomi, si avvicina un’altra molecola di tRNA. Il prossimo tRNA differisce dal primo e trasporta un altro amminoacido. Ancora una volta, il tRNA deve avere un anti-codone che corrisponda al complementare del secondo codone dell’mRNA.
I passaggi precedenti si ripetono finché non ci sono sequenze di codoni disgiunte sull’mRNA
– quindi la catena di amminoacidi cresce più a lungo. Una volta che la sequenza di aminoacidi viene assemblata con successo in una proteina, le due sottounità ribosomiali si separano l’una dall’altra, per poi essere unite per un uso successivo.
La sequenza attuale di amminoacidi forma la cosiddetta struttura primaria delle proteine. A seconda della composizione esatta e dell’ordine degli amminoacidi nella sequenza proteica, la catena si piega in una forma tridimensionale. Quando ciò accade la proteina è completa.
Il processo di sintesi proteica avviene in più ribosomi simultanei e in tutto il citoplasma cellulare. Una cellula vivente può sintetizzare centinaia di proteine diverse ogni secondo.
