Πώς μεταγράφεται και μεταφράζεται ο γενετικός κώδικας από το DNA για να δημιουργηθεί μια λειτουργική πρωτεΐνη;
1. Μεταγραφή:
* DNA σε RNA: Η αλληλουχία ϋΝΑ που περιέχει το γονίδιο για την επιθυμητή πρωτεΐνη ξετυλίγεται και αντιγράφεται σε ένα μόριο αγγελιοφόρου RNA (mRNA). Αυτή η διαδικασία καταλύεται από ένα ένζυμο που ονομάζεται RNA πολυμεράση.
* Ζεύγος βάσεων: Η πολυμεράση RNA διαβάζει την αλληλουχία DNA και χρησιμοποιεί συμπληρωματική αντιστοίχιση βάσης για να δημιουργήσει το μόριο mRNA. Η αδενίνη (Α) σε ζεύγη DNA με ουρακίλη (U) σε RNA, θυμίνη (Τ) σε ζεύγη DNA με αδενίνη (Α) σε RNA, ζεύγη γουανίνης (G) με κυτοσίνη (C) σε RNA και αντίστροφα.
* Επεξεργασία mRNA: Το πρόσφατα συντεταμένο μόριο mRNA υφίσταται ορισμένες τροποποιήσεις προτού να μπορέσει να αφήσει τον πυρήνα:
* capping: Μια ειδική δομή (5 'CAP) προστίθεται στην αρχή του μορίου mRNA για να την προστατεύσει από την υποβάθμιση και να την βοηθήσει να δεσμεύσει με ριβοσώματα.
* Συγκόλληση: Οι μη κωδικοποιημένες περιοχές που ονομάζονται ιντρόνια αφαιρούνται από το mRNA, ενώ οι περιοχές κωδικοποίησης που ονομάζονται εξόνια συνδέονται μαζί.
* Πολυαδενυλίωση: Μια ουρά νουκλεοτιδίων αδενίνης (poly-a ουρά) προστίθεται στο τέλος του μορίου mRNA για να βοηθήσει να εξέλθει από τον πυρήνα και να το σταθεροποιήσει.
2. Μετάφραση:
* mRNA σε πρωτεΐνη: Το επεξεργασμένο μόριο mRNA ταξιδεύει από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα όπου συναντά ριβοσώματα. Τα ριβοσώματα είναι τα μηχανήματα πρωτεϊνικής σύνθεσης.
* Αναγνώριση κωδικονίου: Τα ριβοσώματα διαβάζουν την αλληλουχία mRNA σε μονάδες τριών νουκλεοτιδίων που ονομάζονται κωδικόνια. Κάθε κωδικόνιο καθορίζει ένα συγκεκριμένο αμινοξύ.
* tRNA και αμινοξέα: Τα μόρια μεταφοράς RNA (tRNA) φέρνουν τα αντίστοιχα αμινοξέα στο ριβόσωμα με βάση την αλληλουχία κωδικονίων. Κάθε μόριο tRNA έχει ένα αντηδιών που αναγνωρίζει και δεσμεύεται με ένα συγκεκριμένο κωδικόνιο στο mRNA.
* Σχηματισμός δεσμών πεπτιδίου: Τα αμινοξέα που έφεραν τα TRNA συνδέονται μαζί με πεπτιδικούς δεσμούς για να σχηματίσουν μια πολυπεπτιδική αλυσίδα.
* Αναδίπλωση και τροποποίηση: Μόλις ολοκληρωθεί η πολυπεπτιδική αλυσίδα, αναδιπλώνεται σε μια συγκεκριμένη τρισδιάστατη δομή, συχνά με τη βοήθεια πρωτεϊνών συνοδών. Αυτή η δομή είναι κρίσιμη για τη λειτουργία της πρωτεΐνης.
* Τελική πρωτεΐνη: Η διπλωμένη πρωτεΐνη μπορεί να υποβληθεί σε περαιτέρω τροποποιήσεις, όπως η φωσφορυλίωση ή η γλυκοζυλίωση, προτού γίνει λειτουργική πρωτεΐνη.
Περίληψη:
Ο γενετικός κώδικας από το DNA μεταγράφεται σε mRNA, το οποίο στη συνέχεια μεταφράζεται σε πρωτεΐνη. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τρεις βασικούς παίκτες:
* DNA: Μεταφέρει τις γενετικές οδηγίες.
* RNA: Χρησιμεύει ως ενδιάμεσος μεταξύ DNA και πρωτεΐνης.
* ριβοσώματα: Το μηχανισμό σύνθεσης πρωτεϊνών.
Ο γενετικός κώδικας είναι καθολικός, πράγμα που σημαίνει ότι τα ίδια κωδικόνια καθορίζουν τα ίδια αμινοξέα σε όλους τους οργανισμούς. Αυτό καθιστά δυνατή τη μεταφορά γονιδίων από έναν οργανισμό σε άλλο και να τα εκφράσει σε ένα νέο πλαίσιο.
