Rajaton biologia

Keski-dogma: DNA koodaa RNA: ta ja RNA koodaa proteiinia

Keski-dogma kuvaa geneettisen tiedon kulkua DNA: sta RNA: hon proteiiniin.

Geneettinen koodi on rappeutunut ja universaali

Geneettinen koodi on rappeutunut, koska nukleotiditriplettejä on 64 (43), mikä on paljon enemmän kuin aminohappojen määrä. Näitä nukleotiditriplettejä kutsutaan kodoneiksi; he ohjeistavat spesifisen aminohapon lisäämisen polypeptidiketjuun. Kuusikymmentäyksi kodoneista koodaa kaksikymmentä erilaista aminohappoa. Suurinta osaa näistä aminohapoista voi koodata useampi kuin yksi kodoni. Kolme 64 kodonista lopettaa proteiinisynteesin ja vapauttaa polypeptidin translaatiokoneistosta. Näitä kolmikoita kutsutaan lopetuskodoneiksi. Stop-kodonia UGA käytetään joskus 21. aminohapon koodaamiseen, jota kutsutaan selenokysteiiniksi (Sec), mutta vain jos mRNA sisältää lisäksi spesifisen sekvenssin nukleotideja, joita kutsutaan selenokysteiinin insertion sekvenssiksi (SECIS). Muutamat mikro-organismilajit käyttävät joskus lopetuskodonia UAG koodaamaan 22. aminohappoa, jota kutsutaan pyrrolysiiniksi (Pyl). Kodonilla AUG on myös erityinen toiminto. Aminohappometioniinin määrittelemisen lisäksi se toimii myös aloituskodonina translaation aloittamiseksi. Käännöksen lukukehyksen asettaa AUG-aloituskodoni.

Geneettinen koodi on universaali. Muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta käytännössä kaikki lajit käyttävät samaa geneettistä koodia proteiinisynteesiin. Geneettisen koodin universaali luonne on vahva todiste siitä, että kaikella maan päällä olevalla elämällä on yhteinen alkuperä.

Keski-dogma: DNA koodaa RNA: ta, RNA koodaa proteiinia

Molekyylibiologian keskeinen dogma kuvaa geneettisen tiedon virtaus soluissa DNA: sta lähetin-RNA: han (mRNA) proteiiniin. Siinä todetaan, että geenit määrittelevät mRNA-molekyylien sekvenssin, mikä puolestaan määrittää proteiinien sekvenssin. Koska DNA: han tallennettu tieto on niin keskeistä solun toiminnalle, solu pitää DNA: n suojattuna ja kopioi sen RNA: n muodossa. Entsyymi lisää yhden nukleotidin mRNA-juosteeseen jokaisesta nukleotidista, jonka se lukee DNA-juosteessa. Tämän tiedon kääntäminen proteiiniksi on monimutkaisempi, koska kolme mRNA-nukleotidia vastaa yhtä aminohappoa polypeptidisekvenssissä.

Transkriptio: DNA RNA: ksi

Transkriptio on prosessi, jolla luodaan komplementaarinen RNA-kopio DNA-sekvenssistä. Sekä RNA että DNA ovat nukleiinihappoja, jotka käyttävät emäsparia nukleotideja täydentävänä kielenä, jonka entsyymit voivat muuntaa edestakaisin DNA: sta RNA: ksi. Transkription aikana RNA-polymeraasi lukee DNA-sekvenssin, joka tuottaa komplementaarisen, antiparalleelisen RNA-juosteen. Toisin kuin DNA-replikaatio, transkriptio johtaa RNA-komplementtiin, joka korvaa RNA-urasiilin (U) kaikissa tapauksissa, joissa DNA-tymiini (T) olisi tapahtunut. Transkriptio on ensimmäinen vaihe geeniekspressiossa. RNA-molekyyliin transkriptoituneen DNA: n osuutta kutsutaan transkriptioksi. Joitakin transkriptioita käytetään rakenteellisina tai säätelevinä RNA: na, ja toiset koodaavat yhtä tai useampaa proteiinia. Jos transkriptoitu geeni koodaa proteiinia, transkription tulos on messenger-RNA (mRNA), jota sitten käytetään kyseisen proteiinin luomiseen translaatioprosessissa.

Translaatio: RNA proteiiniksi

Translaatio on prosessi, jolla mRNA dekoodataan ja translatoidaan polypeptidisekvenssin tuottamiseksi, joka muuten tunnetaan proteiinina. Tätä menetelmää proteiinien syntetisoimiseksi ohjaa mRNA ja se toteutetaan ribosomin, suuren ribosomaalisten RNA: iden (rRNA: iden) ja proteiinien kompleksin avulla. Käännöksessä solu dekoodaa mRNA: n geneettisen viestin ja kokoaa upouuden polypeptidiketjun. Siirto-RNA tai tRNA kääntää kodonien sekvenssin mRNA-juosteessa. TRNA: n päätehtävänä on siirtää vapaa aminohappo sytoplasmasta ribosomiin, jossa se on kiinnittynyt kasvavaan polypeptidiketjuun. tRNA: t lisäävät aminohappoja edelleen polypeptidiketjun kasvavaan päähän, kunnes ne saavuttavat mRNA: n lopetuskodonin. Ribosomi vapauttaa sitten valmiin proteiinin soluun.