단백질 합성
전사
전사는 DNA의 유전 정보를 RNA로 복사하는 과정입니다. 이 과정은 세포핵 내에서 일어나며, RNA 중에서도 메신저 RNA(mRNA)가 생성됩니다. 전사는 RNA 중합효소라는 효소가 DNA의 특정 부위(프로모터)를 인식하고 결합하여 시작됩니다. 이후 DNA 이중나선이 풀리면서 하나의 가닥이 주형(template)이 되어 상보적인 RNA 뉴클레오타이드가 연결되며 mRNA가 형성됩니다. 이 과정은 전사 종결 신호가 나타날 때까지 지속됩니다.
번역
번역은 전사된 mRNA가 단백질로 변환되는 과정으로, 세포질 내 리보솜에서 일어납니다. mRNA의 3염기서열(코돈)이 각각 특정 아미노산을 지정하며, tRNA가 각 아미노산을 운반하여 리보솜에 위치시킵니다. 리보솜은 mRNA를 따라 이동하면서 tRNA가 가져온 아미노산을 연결하여 폴리펩타이드 사슬을 형성하고, 이 사슬은 나중에 기능성 단백질로 접힙니다.
tRNA의 역할
tRNA(운반 RNA)는 특정 아미노산을 리보솜으로 운반하는 역할을 합니다. 각 tRNA는 고유한 안티코돈을 가지며, 이는 mRNA 상의 코돈과 상보적으로 결합합니다. 이를 통해 tRNA는 정확한 아미노산을 지정된 위치에 전달할 수 있으며, 번역 과정에서 아미노산 사슬의 정확한 순서를 결정하는 데 필수적입니다.
리보솜의 기능
리보솜은 번역 과정을 물리적으로 수행하는 복합체입니다. 리보솜은 소단위와 대단위로 구성되며, mRNA를 따라 이동하면서 tRNA가 가져온 아미노산을 폴리펩타이드 사슬로 연결하는 반응(펩타이드 결합 형성)을 촉진합니다. 리보솜에는 A, P, E 세 개의 부위가 있으며, 각각 tRNA의 진입, 아미노산 결합 및 방출에 관여합니다.
단백질 접힘 및 수정
합성된 폴리펩타이드 사슬은 스스로 또는 샤페론이라는 보조 단백질의 도움으로 3차원 구조로 접힙니다. 이는 단백질이 제 기능을 하기 위한 중요한 단계입니다. 이후 당화, 인산화, 아세틸화 등 다양한 번역 후 수정(post-translational modification)이 이루어지며, 단백질의 활성, 수명, 위치 등이 조절됩니다.