O método padrão de produção ou síntese de proteínas inclui duas partes: transcrição e tradução de proteínas. A transcrição de proteínas faz uma cópia do ácido ribonucleico (RNA) de um gene que carrega o modelo para produzir a proteína necessária. Na tradução de proteínas, o RNA é usado para fazer uma proteína usando blocos de aminoácidos. As bactérias, que são procariotos, produzem proteínas com um método mais simples que não envolve alterações pós-transcrição ou pós-tradução. Animais mais complexos, como os humanos, são eucariotos e fazem modificações no RNA e nas proteínas durante a produção de proteínas.
A transcrição de proteínas ocorre no núcleo de uma célula, onde o ácido desoxirribonucleico (DNA) está contido. O DNA é a parte genética ou hereditária de uma célula, e os genes que ele contém comandam as proteínas que são produzidas na célula. Durante a transcrição, um gene de DNA é usado para produzir RNA mensageiro (mRNA), que é uma cópia do RNA. A RNA polimerase, uma enzima, faz a transcrição.
O processo de tradução de proteínas é realizado no citoplasma da célula, que é tudo na célula fora do núcleo. Na tradução, a cópia do mRNA de um gene é usada para adicionar aminoácidos na ordem correta para produzir a proteína. A tradução usa uma estrutura chamada ribossomo para produzir proteínas.
O mRNA contém códons, cada um dos quais codificando para um dos 20 aminoácidos. O ribossomo imprime o mRNA. O RNA de transferência (tRNA) é usado para trazer um novo aminoácido que corresponde ao códon exposto no mRNA. Então, tudo muda, um novo códon está disponível e um novo tRNA traz o próximo aminoácido. Isso continua até que um códon de parada seja alcançado, indicando que a proteína é completamente produzida.
Existe uma maneira fácil de lembrar quais métodos de produção de proteínas fazem o quê. Transcrever algo é copiá-lo. DNA e RNA são moléculas muito semelhantes, portanto, pegar DNA e fazer uma cópia de RNA seria transcrever, então essa etapa é chamada transcrição.
Traduzir é pegar um idioma e decifrá-lo para outro idioma. RNA e proteínas são feitas com diferentes blocos de construção e, portanto, são moléculas muito diferentes. Existe um código genético universal usado para traduzir o que está no RNA nos blocos de aminoácidos de uma proteína, portanto, transformar RNA em proteína é chamado tradução.
As células eucarióticas, que incluem a maioria dos animais, de leveduras a seres humanos, fazem modificações pós-transcrição e pós-tradução durante a produção de proteínas. As alterações pós-transcrição envolvem um processo chamado splicing, necessário para formar uma molécula de mRNA funcional. Uma transcrição de pré-mRNA contém duas partes, éxons que são necessários para a segunda etapa da produção de proteínas e íntrons que não são necessários. Na emenda, os íntrons são cortados e os exons são reunidos novamente. Durante a emenda, os exons também podem ser reorganizados a partir de um gene para criar proteínas diferentes.
As modificações pós-tradução envolvem ajudar a dobrar a proteína e direcionar adequadamente a proteína na célula. Muitas vezes, uma proteína começa com o que é chamado de peptídeo sinal. Esse peptídeo sinal atua como um endereço para direcionar a proteína para onde é necessária na célula e, em seguida, geralmente é removido depois que a proteína chega à sua designação. A maioria das proteínas eucarióticas não pode, por si só, se dobrar em suas formas tridimensionais específicas. As proteínas chaperon ajudam as proteínas a se dobrarem em moléculas funcionais.