Posttranslacijske modifikacije

[right|thumb|250px|Donji deo dijagrama prikazuje modifikaciju primarne strukture [insulina.]]
**Posttranslacijske modifikacije** su odvijaji nakon primarne sinteze proteinskih sekvenci, kada su prevedene sa lanaca nukleinskih kiselina, sa jezika nukleotida na jezik aminokiselina,  kada mogu biti preuređene  odgovarajućim enzimima. Iako ovaj  oblik proteina, koji  utiče  na konačmnu proteinsku sekvencu, nije izričito obuhvaćen centralnom dogmom, nema mnogo primjera gdje je jasna povezanost ova dva oblika i koliko mnogo imaju veze jedan s drugim.
## Proces modificiranja
Pošto su proteini lanaci aminokiselina, tokom njihove siintezena svakoj karici u njih može biti ugrađena jedna od 20 različitih aminokiselina. Nakon translacije, posttranslacijske modifikacije proširuju raspon funkcija proteina, nakon vezanja drugih biohemijski funkcionalnih grupa, kao što su acetati, fosfati, razni lipidi i ugljikohidrati.

Translacijom sintetizirani proteini su podvrgnuti različitim hemijskim, fizičkim i drugim promjenama što se, jednom riječju, označava kao posttranslacijska modifikacija. Nakon sinteze, većina proteina uz pomoć tzv. signalnih peptida na njihovom NH3 kraju odlazi do specifičnih mjesta i organela u ćeliji. Ovi signalni peptidi omogućavaju sintetiziranim polipeptidima (proteinima) da uđu u lumen endoplazmatskog retikuluma, gdje dolazi do njihove modifikacije ili se prenose do Golgijevog kompleksa, iz kojeg se nakon modifikacije prenose do lizosoma, plazma membrana i drugih organela ili učestvuju u unutarćelijskom transportu. Također, proteini mitohondrija i hloroplasta eukariota, te proteini bakterija, koji se ekstracelularno luče, imaju signalne peptide. Na kraju, proteini mogu biti razgrađeni od strane proteolitičkog sistema ćelije. Zbog toga kod eukariota u procesu translacijske modifikacije proteina dolazi do njihovog vezivanja s ubikvitin proteinom koji formira rep. Tako nastali proteini su dobrim dijelom zaštićeni od proteolitičkih enzima u ćelij čime je omogućeno normalno funkcionisanje ćelijskih procesa.

U citoplazmi dolazi do sinteze proteina koji se, da bi bili funkcionalni, podvrgavaju različitim modifikacijama. Ukratko, u jednom eukariotskom organizmu sve ćelije sadrže iste gene, ali u različitim ćelijama dolazi do ekspresije različitih gena i sinteze različitih proteina. Isto tako jedna ćelija u različitim razvojnim fazama ili pod utjecajem različitih vanjskih faktora i u odvojenim vremenskim intervalima pokazuje ekspresiju različitih gena. Ovo potvrđuje da je ekspresija gena jedan vrlo organizovan proces koji uključuje: promjenu hromatinske građe, transkripciju, sazrijevanje do iRNK, prijenos zrele iRNK u citoplazmu, stabilnost iRNK, translaciju i posttranslacijsku modifikaciju.
Protein je lanac aminokiselina. Tokom sinteze proteina, 20 različitih aminokiselina mogu biti inkorporirane u proteine. Nakon translacije, posttranslacione modifikacije aminokiselina proširuju opseg funkcija proteina, putem vezivanja drugih biohemijskih funkcionalnih grupa, kao što su acetat, fosfat, razni lipidi i ugljikohidrati. Time se menja hemijska priroda aminokiselina.

## Dodavanje funkcionalnih grupa 
right|thumb|300px|Dijagram genetičkog koda koji pokazuje aminokiselinske ostatke kao mete modifikacija
### Dodavanje *in vivo*
Dodavanja *in vivo* ima više varijanti, a obično se dešavaji sljedeća.
* Acilacija, npr. *O*-acilacija (estri), *N*-acilacija (amidi), *S*-acilacija (tioestri)
** Acetilacija, dodavanje acetil grupe; reverzna reakcija je deacetilacija;
** Formilacija;
** Pipoilacija, dodavanje lipoatne (C8) funkcionalne grupe;
** Miristoilacija, dodavanje miristata, C14 zasićene kiseline;
** Palmitoilacija, dodavanje palmitata, C16 zasićene kiseline;
* Alkilacija, dodavanje alkil grupe, npr. metil, etil;
** Metilacija dodavanje metil grupe, obično na lizin ili arginin ostatke. Reverzna reakcija je  demetilacija;
** Izoprenilacija ili prenilacija, dodavanje izoprenoidne grupe (npr. farnezol i geranilgeraniol)
*** Farnesilacija;
*** Geranilgeranilacija;
* Amidacija na C-terminusu;
* Dodavanje aminokiselina; 
** Arginilacija, tRNK-posredovano dodavanje;
** Poliglutamilacija, kovalentno vezivanje ostataka glutaminske kiseline za tubulin i neke druge proteine;
** Poliglicilacija, kovalentno vezivanje jednog od više od 40 ostataka glicina za tubulinski C-terminus;
* Formiranje diftamida;
* Gama-karboksilacija, zavisna od vitamina K;
* Glikozilacija,  dodavanje glikozil grupe na bilo asparagin, hidroksi-lizin, serin ili treonin, čime se formira glikoprotein. Razlikuje se od glikacije, koja je dodavanje šećera bez enzimskog posredovanja;
**Polisijalilacija, dodavanje polisijalinske kiseline;
* Glipijacija, formiranje glikozilfosfatidilinozitol (GPI) ankera; 
* Hem grupa može biti kovalentno vezana;
* hidroksilacija
* Formiranje hipuzina (na konzerviranom lizinu u EIF5A i AIF5A);
* Jodinacija (npr. tiroidnih hormona);
* Nukleotidi ili njihovi derivati mogu da budu kovalentno vezani;
** Adenilacija;
** ADP-ribozilacija;
** Dodavanje flavina;
* Nitrozilacija
* S-glutationilacija;
* Oksidacija;
* Fosfopanteteinilacija, dodavanje 4'-fosfopanteteinil grupe koenzima A, npr. u biosintezi masnih kiselina, poliketida, ne-ribozomalnih peptida i leucina;
* Fosforilacija, dodavanje fosfatne grupe, obično na serin, tirozin, treonin ili histidin;
* Formiranje piroglutamata;
* sulfacija, dodavanje sulfatne grupe na tirozin;
* Selenolacija (kotranslaciona inkorporacija selena u selenoproteine);

### Dodavanje *in vivo* bez enzimske katalize 
* Glikacija, dodavanje molekula šećera na proteine.

### Dodavanje *in vitro* bez enzimske katalize
* Biotinilacija, acilacija konzerviranih ostataka lizina biotinom;
* Pegilacija.

## Dodavanje drugih proteina ili peptida 
* ISG-ilacija, kovalentno vezivanje za ISG15 protein (Interferon-stimulisani gen 15). 
* SUMO-ilacija]], kovalentno vezivanje za SUMO protein; 
* Ubikvitinacija, kovalentno vezivanje za protein ubikvitin;
* Nedilacija, kovalentno vezivanje za nedd.

## Izmjena hemijskog karaktera aminokiselina 
* Citrulinacija, ili **deiminacija**, konverzija arginina u citrulin;
* Deamidacija, konverzija glutamina u glutaminsku kiselinu, ili asparagina u asparaginsku kiselinu;
* Eliminilacija, konverzija u alkene beta-eliminacijom fosfotreonina i fosfoserina, ili dehidracija treonina i serina kao i dekarboksilacija cisteina.
## Strukturne promjene 
* Disulfidni mostovi, kovalentna veza dva cisteina;
* Proteolitičko presecanje, presecanje proteina na peptidnoj vezi;
* Racemizacija prolina prolil izomerazom;

## Također pogledajte
*Centralna dogma molekulske biologije
*Genetička informacija
*Translacija
## Reference
Kategorija:Molekularna genetika
Kategorija:DNK
Kategorija:Proteini
Kategorija:Posttranslacione modifikacije
Kategorija:Citologija