Obsah
- Prepis DNA prebieha v jadre
- MRNA má kópiu kódu pre proteín
- Bielkoviny vyrába Ribosomes
- Preklad zostavuje špecifický proteín podľa kódu mRNA
- Alternatívne zostrihovanie a účinky intrónov
Centrálna dogma molekulárnej biológie vysvetľuje, že tok informácií pre gény pochádza z DNA genetický kód do kópia medziproduktu RNA a potom na proteíny syntetizovaný z kódu. Kľúčové myšlienky, ktoré sú základom dogmy, prvýkrát navrhol britský molekulárny biológ Francis Crick v roku 1958.
V roku 1970 sa stalo všeobecne akceptovaným, že RNA vytvorila kópie špecifických génov z pôvodnej dvojitej špirály DNA a potom tvorila základ pre produkciu proteínov z kopírovaného kódu.
Nazýva sa proces kopírovania génov transkripciou genetického kódu a produkcia proteínov transláciou kódu do reťazcov aminokyselín génová expresia, V závislosti od bunky a niektorých faktorov prostredia sa určité gény exprimujú, zatiaľ čo iné ostávajú nečinné. Génová expresia je riadená chemickými signálmi medzi bunkami a orgánmi živých organizmov.
Objav alternatívne spájanie a štúdium nekódujúcich častí DNA s názvom IntronA naznačujú, že proces opísaný centrálnou dogmatou biológie je komplikovanejší, ako sa pôvodne predpokladalo. Jednoduché DNA na RNA k proteínovej sekvencii má vetvy a variácie, ktoré pomáhajú organizmom prispôsobiť sa meniacemu sa prostrediu, Základný princíp, že genetická informácia sa pohybuje iba v jednom smere, od DNA po RNA k proteínom, zostáva nezmenený.
Informácie kódované v proteínoch nemôžu ovplyvniť pôvodný kód DNA.
Prepis DNA prebieha v jadre
DNA špirála, ktorá kóduje genetické informácie organizmu, sa nachádza v jadre eukaryotických buniek. Prokaryotické bunky sú bunky, ktoré nemajú jadro, takže transkripcia DNA, translácia a syntéza proteínov prebiehajú v bunkovej cytoplazme podobným (ale jednoduchším) spôsobom. proces prepisu / prekladu.
V eukaryotických bunkách nemôžu molekuly DNA opustiť jadro, takže bunky musia kopírovať genetický kód, aby syntetizovali proteíny v bunke mimo jadra. Proces kopírovania transkripcie je iniciovaný enzýmom nazývaným RNA polymeráza a má nasledujúce fázy:
Sekvencia DNA skopírovaná v druhom stupni obsahuje exóny a intróny a je predchodcom mediátora RNA.
Ak chcete odstrániť intróny, pre-mRNA prameň je prerušený na rozhraní intrón / exón. Intrónová časť prameňa tvorí kruhovú štruktúru a opúšťa prameň, čo umožňuje spojenie oboch exónov z ktorejkoľvek strany intrónu. Po dokončení odstránenia intrónov je nové vlákno mRNA zrelá mRNAa je pripravená opustiť jadro.
MRNA má kópiu kódu pre proteín
Proteíny sú dlhé reťazce aminokyselín spojené peptidovými väzbami. Sú zodpovední za ovplyvňovanie toho, ako vyzerá bunka a čo robí. Tvoria bunkové štruktúry a hrajú kľúčovú úlohu v metabolizme. Pôsobia ako enzýmy a hormóny a sú zabudované do bunkových membrán, aby uľahčili prechod veľkých molekúl.
Sekvencia reťazca aminokyselín pre proteín je kódovaná v DNA špirále. Kód pozostáva z nasledujúcich štyroch dusíkaté bázy:
Sú to dusíkaté bázy a každá väzba v reťazci DNA je tvorená párom báz. Guanín tvorí pár s cytozínom a adenín vytvára pár s tymínom. Odkazy majú jednopísmenné názvy v závislosti od toho, ktorá báza je na prvom mieste každého odkazu. Páry báz sa nazývajú G, C, A a T pre spojenia guanín-cytozín, cytozín-guanín, adenín-tymín a tymín-adenín.
Tri páry báz predstavujú kód pre konkrétnu aminokyselinu a nazývajú sa a kodónoch, Typický kodón by sa mohol nazývať GGA alebo ATC. Pretože každé z troch kodónových miest pre pár báz môže mať štyri rôzne konfigurácie, celkový počet kodónov je 43 alebo 64.
Existuje približne 20 aminokyselín, ktoré sa používajú pri syntéze proteínov, a existujú aj kodóny pre signály štart a stop. Výsledkom je dosť kodónov na definovanie sekvencie aminokyselín pre každý proteín s určitými redundanciami.
MRNA je kópia kódu pre jeden proteín.
Bielkoviny vyrába Ribosomes
Keď mRNA opúšťa jadro, hľadá a ribozómu syntetizovať proteín, pre ktorý má kódované inštrukcie.
Ribozómy sú továrne bunky, ktoré produkujú bielkoviny bunky. Skladajú sa z malej časti, ktorá číta mRNA a väčšej časti, ktorá zostavuje aminokyseliny v správnej sekvencii. Ribozóm je tvorený ribozomálnou RNA a pridruženými proteínmi.
Ribozómy sa nachádzajú buď v bunkách vznášajúcich sa cytosol alebo pripojené k bunke endoplazmatické retikulum (ER), séria membránou uzavretých vakov nájdených v blízkosti jadra. Keď plávajúce ribozómy produkujú proteíny, proteíny sa uvoľňujú do bunkového cytozolu.
Ak ribozómy pripojené k ER produkujú proteín, proteín sa odosiela mimo bunkovú membránu na použitie inde. Bunky vylučujúce hormóny a enzýmy majú obvykle veľa ribozómov pripojených k ER a produkujú proteíny na vonkajšie použitie.
MRNA sa viaže na ribozóm a môže sa začať translácia kódu do zodpovedajúceho proteínu.
Preklad zostavuje špecifický proteín podľa kódu mRNA
Plávajúce v bunkovom cytosole sú nazývané aminokyseliny a malé molekuly RNA transferová RNA alebo tRNA. Pre každý typ aminokyseliny použitú na syntézu proteínov existuje molekula tRNA.
Keď ribozóm prečíta kód mRNA, vyberie molekulu tRNA, aby preniesla zodpovedajúcu aminokyselinu na ribozóm. TRNA privádza molekulu špecifikovanej aminokyseliny k ribozómu, ktorý pripája molekulu v správnej sekvencii k aminokyselinovému reťazcu.
Poradie udalostí je takéto:
Niektoré proteíny sa vyrábajú v dávkach, zatiaľ čo iné sa syntetizujú nepretržite, aby vyhovovali pretrvávajúcim potrebám bunky. Keď ribozóm produkuje proteín, informačný tok centrálnej dogmy z DNA na proteín je kompletný.
Alternatívne zostrihovanie a účinky intrónov
Nedávno sa skúmali alternatívy priameho toku informácií plánovaného v centrálnej dogme. Pri alternatívnom zostrihu je pre-mRNA rozrezaná, aby sa odstránili intróny, ale sekvencia exónov v kopírovanom reťazci DNA sa zmení.
To znamená, že jedna kódová sekvencia DNA môže viesť k vzniku dvoch rôznych proteínov. Zatiaľ čo sú intróny vyradené ako nekódujúce genetické sekvencie, môžu ovplyvniť kódovanie exónov a za určitých okolností môžu byť zdrojom ďalších génov.
Zatiaľ čo centrálna dogma molekulárnej biológie zostáva platná, pokiaľ ide o tok informácií, podrobnosti o presnom toku informácií z DNA k proteínom sú menej lineárne, ako sa pôvodne predpokladalo.