Obsah
Preklad genetického kódu z formy kyseliny deoxyribonukleovej pozostávajúcej z reťazca štyroch opakujúcich sa písmen na konečný proteínový produkt pozostávajúci z aminokyselín je dobre známym procesom. Jedným zo spôsobov, ako opísať tento postup, je predstaviť si jediný reťazec chromozómu, ktorý je ako polica plná kníh s návodom písaných v cudzom jazyku. Prekladateľ môže vziať jednu knihu z police a začať prepisovať kód na papier. Potom prekladá cudzie postavy do slov, ktorým čitateľ rozumie. Čitateľ potom pokračuje v zostavovaní užitočného projektu na základe preložených pokynov.
Základy DNA
••• Comstock / Comstock / Getty ImagesDNA pozostáva z dvoch polynukleotidových reťazcov ovinutých okolo seba dvojitou špirálou. Každý nukleotid oboch reťazcov má dusíkatú bázu. Každá báza k nemu pripojila buď molekulu adenínu (A), cytozínu (C), guanínu (G) alebo tymínu (T). Dva polynukleotidové reťazce sa navzájom viažu slabými vodíkovými väzbami medzi C-a-G párovými molekulami a A-a-T párovými molekulami. Táto jedinečná väzba C-G / A-T umožňuje DNA reťazcom sa dočasne oddeliť, zatiaľ čo enzým rozdeľuje dvojzávitnicu do sekcií jednotlivých vlákien na transkripciu do vlákien messengerovej RNA.
Základy mRNA
Vlákno messengerovej RNA (mRNA) je presná kópia jedného vlákna DNA, s tou výnimkou, že každý tymín (T) je nahradený molekulou uracilu (U). Reťazec molekúl mRNA pozostávajúcich z molekúl G, Ca a U je usporiadaný v tripletovom kóde, ako je CAC, UUA a CUG. Táto sekvencia kódov tripletov je kópiou sekvencie DNA GTGAATGAC. Trojpísmenový kód sa neskôr prevedie na proteín pomocou špeciálnych komplexov RNA / proteín, ktoré rozpoznávajú trojpísmenový kód a vytvárajú reťazec aminokyselín, ktorý sa zhoduje s kódom. Napríklad kód mRNA AUG sa zhoduje s aminokyselinou metionín.
prepis
K transkripcii dochádza, keď enzým RNA polymeráza jazdí po špecifickej oblasti jedného vlákna DNA a syntetizuje (transkripuje) kópiu mRNA. Vlákno mRNA sa typicky modifikuje tým, že sa zachytí na niekoľkých špecifických miestach špeciálnym enzýmom a potom sa znovu pripojí k kratšiemu vláknu mRNA, ktoré bude kódovať funkčný proteín. Pôvodný kódujúci reťazec DNA sa preto priamo neprekladá na proteín, ale musí prejsť krokom alterácie ako mRNA, aby sa odstránili nezmyslové sekvencie, ktoré nekódujú gén.
preklad
Translácia je posledným krokom translácie DNA sekvencie do funkčného proteínu. Molekuly komplexu RNA / proteín nazývané "ribozómy" sa pripájajú k modifikovanému vláknu mRNA a prekladajú ho do reťazca proteínových molekúl. To sa dosahuje pomocou molekúl transferovej RNA (tRNA), ktoré nesú špecifické aminokyseliny na ribozómoch, kde sa čítajú trojpísmenové kódy a zhodujú sa so špecifickými aminokyselinami. Akonáhle je aminokyselinový reťazec syntetizovaný, typicky sa automaticky zloží do konformácie, ktorá ho robí funkčným. Preto môže byť jedna mutácia DNA katastrofická. Mutácia DNA je transkribovaná do trojpísmenového mRNA kódu, ktorý zasa kóduje nesprávnu aminokyselinu. Tým sa zabráni správnemu skladaniu konečného aminokyselinového reťazca na funkčný proteín.