Печень является основным органом синтеза белков плазмы крови, выполняя ключевую роль в поддержании гомеостаза организма. Синтез белков осуществляется в гепатоцитах, специализированных клетках печени, которые обладают развитой эндоплазматической сетью и рибосомами, обеспечивающими трансляцию и модификацию белков.
1. Транскрипция ДНК в мРНК Процесс начинается в ядре гепатоцита, где активные гены кодирующие плазменные белки (альбумин, глобулины, фибриноген и др.) транскрибируются в молекулы матричной РНК (мРНК). Для регуляции транскрипции используются транскрипционные факторы, чувствительные к гормонам (глюкокортикоиды, инсулин) и метаболитам. Промоторные области генов обеспечивают специфичность экспрессии в печени.
2. Процессинг и транспорт мРНК Синтезированная мРНК подвергается сплайсингу, добавлению 5’-кэпа и 3’-поли(А) хвоста, что обеспечивает стабильность и узнавание рибосомами. Затем мРНК транспортируется в цитоплазму через ядерные поры.
3. Инициация трансляции В цитоплазме мРНК связывается с рибосомами. Для белков секреции или мембранных белков рибосомы направляются к шероховатому эндоплазматическому ретикулуму (ШЭР). Специфический сигнал-пептид на N-конце полипептидной цепи распознаётся SRP (signal recognition particle), что направляет рибосому к мембране ШЭР.
4. Элонгация полипептидной цепи Аминокислоты доставляются тРНК к рибосоме, где происходит последовательное образование пептидных связей. Скорость синтеза и точность сборки обеспечиваются фактором элонгации и проверкой правильного кодона-антикодона.
5. Транслокация и посттрансляционная модификация На ШЭР полипептид проходит через мембранный транслокон, где формируется третичная структура при участии шаперонов. Далее в аппарате Гольджи белок подвергается гликозилированию, фосфорилированию, сульфатированию или ацетилированию, что влияет на его стабильность и функцию.
Синтез белков печени регулируется на нескольких уровнях:
Белки плазмы имеют высокую скорость секреции и специфическую упаковку в секреторные везикулы, которые транспортируются к поверхности клетки. Структурные особенности, такие как дисульфидные мостики и гликозилирование, обеспечивают их функциональную активность и защиту от протеолиза в крови.
Печёночные заболевания, включая гепатиты, цирроз и токсическое повреждение, приводят к нарушению синтеза белков. Проявляется снижение альбумина, фибриногена и трансаминаз, что отражается на гомеостазе, свертываемости крови и иммунной функции.
Синтез белков печени является интегративным процессом, который сочетает точное взаимодействие генетических, гормональных и метаболических факторов, обеспечивая поддержание жизненно важных функций организма.