Sintesis protein adalah proses seluler untuk membuat protein. Formula mereka dan instruksi tentang cara membuatnya dikodekan dalam DNA. Akan sangat membantu untuk merujuk pada proses dalam dua bagian. Transkripsi sintesis protein menyalin kode DNA. Penerjemahan sintesis protein mencocokkan kode dengan senyawa kimia di dalam sel, yang kombinasinya menjadi protein.
Asam deoksiribonukleat (DNA), cetak biru utama organisme individu, disusun sebagai heliks ganda. Analogi yang baik adalah strip panjang ritsleting bengkok. Ada dua untai yang terbuat dari gula 5-karbon dan fosfat. Menjembatani mereka adalah nukleotida berpasangan yang saling mengunci, seperti gigi berlawanan dari ritsleting tertutup. Adenin (A) berpasangan dengan timin (T), sitosin (C) berpasangan dengan guanin (G), dan sebaliknya.
Transkripsi sintesis protein dimulai di inti sel, di mana DNA “dibuka” oleh enzim yang disebut helicase, menghasilkan dua untai yang terpisah. Sebuah enzim penting yang disebut RNA polimerase (RNAP) kemudian menempel pada salah satu untai untuk memulai proses yang disebut elongasi. Ini mengidentifikasi nukleotida pertama pada untai cetakan DNA dan, dengan melakukan itu, menarik nukleotida bebas yang harus dipasangkan dengannya. RNAP kemudian bergerak ke nukleotida berikutnya pada untai DNA, dan berlanjut ke nukleotida berikutnya, dan berikutnya, sampai rantai asam ribonukleat (RNA) telah dirakit.
RNA adalah untai tunggal nukleotida tidak berpasangan yang mampu menjaga integritas strukturalnya dengan penambahan molekul oksigen. Rantai RNA yang telah dibangun oleh agen polimerasenya, beberapa dengan lebih dari 2 juta nukleotida, disebut messenger RNA (mRNA). Secara teori, mRNA dimaksudkan untuk menjadi duplikat yang tepat dari untai tunggal DNA yang tertinggal. Dalam praktiknya, tidak tepat, dan kesalahan transkripsi sintesis protein juga dapat terjadi.
Oleh karena itu, mRNA adalah rantai yang sangat panjang dari hanya empat nukleotida yang berbeda. Urutannya disebut sebagai transkrip. Contohnya mungkin AAGCAUUGAC — empat huruf, mungkin 2 juta di antaranya, dalam urutan yang tampaknya acak. Agak membantu untuk menganalogikan kehidupan karbon sebagai komputer bio 4-bit dengan skala yang sangat besar. Catatan khusus adalah bahwa, dalam RNA, timin digantikan oleh nukleotida serupa yang disebut urasil (U).
Sesuai dengan namanya, messenger RNA lolos dari kurungannya di dalam inti sel melalui pori-pori di sepanjang membran inti. Begitu berada di dalam sitoplasma sel, tujuannya adalah mengirimkan transkripsi sintesis protein, yang disalin dari DNA, ke struktur yang disebut ribosom. Ribosom adalah pabrik protein sel dan, di sana, langkah kedua sintesis protein terjadi.
Urutan nukleotida yang dikodekan harus diterjemahkan. Sebuah ribosom mengikat mRNA dan, dalam proses membaca urutannya, menarik fragmen RNA yang disebut transfer RNA (tRNA), yang akan ditemukan dan terikat dengan asam amino bebas yang spesifik untuk urutan pendek nukleotidanya. Jika ada kecocokan, tRNA dan muatannya berikatan dengan ribosom. Saat ribosom melanjutkan membaca urutan berikutnya, dan berikutnya, dalam proses yang juga disebut pemanjangan, rantai polipeptida panjang dari asam amino dihasilkan.
Protein yang membedakan jaringan organik dalam bentuk dan fungsinya disebut sebagai “bahan penyusun kehidupan”. Mereka, pada gilirannya, dibangun sebagai rantai berbagai asam amino – terjemahan kode DNA seperti yang ditranskripsi oleh RNA untuk tugas metabolisme terpenting sel inangnya. Namun, ada satu langkah terakhir yang tersisa untuk menyelesaikan sintesis protein yang mengecewakan pemahaman ilmiah. Dalam proses yang disebut pelipatan protein, rantai panjang asam amino menekuk, menggulung, membuat simpul, dan sebaliknya memadatkan ke dalam strukturnya yang unik. Sementara superkomputer telah berhasil melipat formula protein menjadi bentuk tiga dimensi yang benar, sebagian besar teka-teki protein telah dipecahkan secara intuitif oleh orang-orang dengan pemahaman dimensi spasial variabel yang lebih tinggi.