Sintesi Proteica
(di Alessandro Locati BodyBuilding Italia)
La sintesi di tutte le proteine inizia nel nucleo della cellula con l'attivazione del segmento del DNA (il gene) che specifica la composizione della proteina. Il gene è trascritto nella catena di un'altro acido nucleico, l'RNA (polimeri di nucleotidi aventi come zucchero il ribosio e non il deossiribosio). A sua volta, l'RNA è trasformato in una forma nota come RNA messaggero (m-RNA) che viene inviato nel citoplasma della cellula. Ogni aminoacido si lega ad un t-RNA (RNA di trasporto) che disporrà l'aminoacido nella posizione specificata dall' m-RNA. Nel citoplasma della cellula l'm-RNA si comporta come uno stampo per la produzione di proteine: dà istruzioni ad organelli chiamati ribosomi, affinchè spostandosi sull' m-RNA dispongano gli aminoacidi in una sequenza definita con precisione per costruire la catena proteica prescritta dal gene.
Le proteine sono dunque lunghe catene di aminoacidi tenuti assieme tra loro da legami peptidici (fig 1). Nello schema che segue ho spiegato a grandi linee cosa avviene nella chimica della sintesi proteica.
CHIMICA (dal più piccolo al più grande) Gli aminoacidi sono formati da un atomo di carbonio centrale (C) legato a un gruppo aminico (NH2), ad un gruppo carbossilico (COOH), ad un atomo di idrogeno (H) e ad un gruppo laterale (R) (ogni aminoacido ha un R diverso).
La lunghezza delle catene polipeptidiche varia da pochi aminoacidi, |
Fig. 1 
a un centinaio come nell'ormone insulina, a oltre un migliaio nell'enzima DNA polimerasi. Ciò che caratterizza un polipeptide e ne conferisce le proprietà specifiche è il susseguirsi dei gruppi laterali (R).La sintesi dei polipeptidi richiede energia che viene ottenuta dalle cellule a partire dalle molecole nutritizie. L'energia è necessaria per stabilire i legami peptidici fra gli aminoacidi, per attaccare gli aminoacidi ai t-RNA (quello che trasporta gli aminoacidi) e per il movimento del ribosoma lungo l' m-RNA (quello che fornisce l'esatta sequenza aminoacidica, necessaria per sintetizzare una particolare proteina).
La principale molecola nutritizia è il glucosio (zucchero a sei atomi di carbonio), altre molecole nutritizie sono il fruttosio e il galattosio che spesso prima di fornire energia vengono convertite in glucosio. Gli altri carboidrati come il saccarosio (molecola composta da glucosio e fruttosio), il lattosio (molecola di glucosio e galattosio), e quelli più complessi (con catene lunghe) prima di rilasciare energia utile devono subire una scissione che li porti a unità monosaccaridi (glucosio, fruttosio o galattosio).
Anche i trigliceridi, ed in particolare gli acidi grassi, possono divenire forme di combustibile utile.
Gli aminoacidi diventano fonte d'energia solo se vi è carenza di carboidrati e grassi, o se il loro assorbimento supera le richieste di sintesi proteica. Quando si forniscono aminoacidi in eccesso, questi sono trasformati in carboidrati e acidi grassi e immagazzinati sotto forma di glicogeno o trigliceridi.
L'addizione di un aminoacido a un polipeptide in crescita durante la sintesi proteica è una reazione endoergonica (che richiede energia) che deve quindi essere accompagnata da reazioni esoergoniche (che rilasciano energia). Per formare legami peptidici ed essere legati ad una catena polipeptidica, gli aminoacidi devono essere "attivati", ossia devono reagire con una molecola di ATP (adenosintrifosfato). L'ATP si lega all'aminoacido grazie ad un enzima, questa unione permette all'ATP di cedere all'aminoacido il suo AMP (adenosinmonofosfato).
Quando l'aminoacido deve legarsi al t-RNA e poi (grazie al ribosoma) alla catena polipeptidica, rilascia il gruppo AMP che gli fornisce l'energia per i legami e spinge in avanti la reazione (il ribosoma si sposta lungo l' m-RNA)