Grænseløs biologi

Den centrale dogme: DNA koder for RNA og RNA koder for protein

Den centrale dogme beskriver strømmen af genetisk information fra DNA til RNA til protein.

Genetisk kode er degenereret og universel

Den genetiske kode er degenereret, da der er 64 mulige nukleotidtripletter (43), hvilket er langt mere end antallet af aminosyrer. Disse nukleotidtripletter kaldes kodoner; de instruerer tilsætningen af en specifik aminosyre til en polypeptidkæde. Enogtres af kodonerne koder for tyve forskellige aminosyrer. De fleste af disse aminosyrer kan kodes af mere end en codon. Tre af de 64 kodoner afslutter proteinsyntese og frigiver polypeptidet fra translationmaskineriet. Disse trillinger kaldes stopkodoner. Stopkodonen UGA bruges undertiden til at kode en 21. aminosyre kaldet selenocystein (Sec), men kun hvis mRNA derudover indeholder en specifik sekvens af nukleotider kaldet en selenocysteinindsættelsessekvens (SECIS). Stopkodonen UAG bruges undertiden af nogle få mikroorganismer til at kode for en 22. aminosyre kaldet pyrrolysin (Pyl). Kodonen AUG har også en speciel funktion. Ud over at specificere aminosyren methionin fungerer den også som startkodon til at initiere translation. Læserammen til oversættelse er indstillet af AUG-startkodonet.

Den genetiske kode er universel. Med nogle få undtagelser bruger næsten alle arter den samme genetiske kode til proteinsyntese. Den genetiske kodes universelle natur er et stærkt bevis på, at hele livet på Jorden deler en fælles oprindelse.

Den centrale dogme: DNA koder for RNA, RNA koder for protein

Den centrale dogme inden for molekylærbiologi beskriver strømmen af genetisk information i celler fra DNA til messenger RNA (mRNA) til protein. Det hedder, at gener specificerer sekvensen af mRNA-molekyler, som igen specificerer sekvensen af proteiner. Fordi informationen, der er gemt i DNA, er så central for cellulær funktion, holder cellen DNAet beskyttet og kopierer det i form af RNA. Et enzym tilføjer et nukleotid til mRNA-strengen for hvert nukleotid, det læser i DNA-strengen. Oversættelsen af denne information til et protein er mere kompleks, fordi tre mRNA-nukleotider svarer til en aminosyre i polypeptidsekvensen.

Transkription: DNA til RNA

Transkription er processen til at skabe en komplementær RNA-kopi af en DNA-sekvens. Både RNA og DNA er nukleinsyrer, der bruger basepar af nukleotider som et komplementært sprog, som enzymer kan konvertere frem og tilbage fra DNA til RNA. Under transkription læses en DNA-sekvens af RNA-polymerase, som producerer en komplementær, antiparallel RNA-streng. I modsætning til DNA-replikation resulterer transkription i et RNA-komplement, der erstatter RNA uracil (U) i alle tilfælde, hvor DNA-thyminen (T) ville have fundet sted. Transkription er det første trin i genekspression. Strækningen af DNA transkriberet til et RNA-molekyle kaldes et transkript. Nogle udskrifter bruges som strukturelle eller regulerende RNAer, og andre koder for et eller flere proteiner. Hvis det transkriberede gen koder for et protein, er resultatet af transkription messenger RNA (mRNA), som derefter vil blive brugt til at skabe dette protein i processen med translation.

Oversættelse: RNA til protein

Oversættelse er den proces, ved hvilken mRNA dekodes og translateres til dannelse af en polypeptidsekvens, ellers kendt som et protein. Denne metode til syntese af proteiner styres af mRNAet og udføres ved hjælp af et ribosom, et stort kompleks af ribosomale RNAer (rRNAer) og proteiner. I oversættelse afkoder en celle mRNAs genetiske budskab og samler den splinternye polypeptidkæde. Transfer RNA eller tRNA oversætter sekvensen af kodoner på mRNA-strengen. Hovedfunktionen for tRNA er at overføre en fri aminosyre fra cytoplasmaet til et ribosom, hvor det er bundet til den voksende polypeptidkæde. tRNAer fortsætter med at tilføje aminosyrer til den voksende ende af polypeptidkæden, indtil de når et stopkodon på mRNAet. Ribosomet frigiver derefter det færdige protein i cellen.