Grenseløs biologi

Den sentrale dogmen: DNA koder for RNA og RNA koder for protein

Den sentrale dogmen beskriver strømmen av genetisk informasjon fra DNA til RNA til protein.

Genetisk kode er degenerert og universell

Den genetiske koden er degenerert ettersom det er 64 mulige nukleotidtripletter (43), som er langt mer enn antall aminosyrer. Disse nukleotidtriplettene kalles kodoner; de instruerer tilsetning av en spesifikk aminosyre til en polypeptidkjede. Seksti av kodonene koder for tjue forskjellige aminosyrer. De fleste av disse aminosyrene kan kodes av mer enn ett kodon. Tre av de 64 kodonene avslutter proteinsyntesen og frigjør polypeptidet fra translasjonsmaskineriet. Disse trillingene kalles stoppkodoner. Stoppkodonet UGA brukes noen ganger til å kode en 21. aminosyre kalt selenocystein (Sec), men bare hvis mRNA i tillegg inneholder en spesifikk sekvens av nukleotider kalt en selenocystein-innsettingssekvens (SECIS). Stoppkodonet UAG brukes noen ganger av noen få arter av mikroorganismer for å kode en 22. aminosyre kalt pyrrolysin (Pyl). Kodonen AUG har også en spesiell funksjon. I tillegg til å spesifisere aminosyren metionin, fungerer den også som startkodon for å initiere translasjon. Leserammen for oversettelse er satt av AUG-startkodonet.

Den genetiske koden er universell. Med noen få unntak bruker nesten alle arter samme genetiske kode for proteinsyntese. Den genetiske kodens universelle natur er et kraftig bevis på at alt liv på jorden har en felles opprinnelse.

The Central Dogma: DNA Encodes RNA, RNA Encodes Protein

Den sentrale dogmen i molekylærbiologi beskriver flyten av genetisk informasjon i celler fra DNA til messenger RNA (mRNA) til protein. Den sier at gener spesifiserer sekvensen til mRNA-molekyler, som igjen spesifiserer sekvensen av proteiner. Fordi informasjonen som er lagret i DNA er så sentral i mobilfunksjonen, holder cellen DNA-beskyttet og kopierer den i form av RNA. Et enzym tilfører ett nukleotid til mRNA-strengen for hvert nukleotid det leses i DNA-strengen. Oversettelsen av denne informasjonen til et protein er mer kompleks fordi tre mRNA-nukleotider tilsvarer en aminosyre i polypeptidsekvensen.

Transkripsjon: DNA til RNA

Transkripsjon er prosessen med å skape en komplementær RNA-kopi av en DNA-sekvens. Både RNA og DNA er nukleinsyrer, som bruker basepar nukleotider som et komplementært språk som enzymer kan konvertere frem og tilbake fra DNA til RNA. Under transkripsjon leses en DNA-sekvens av RNA-polymerase, som produserer en komplementær, antiparallell RNA-streng. I motsetning til DNA-replikasjon resulterer transkripsjon i et RNA-komplement som erstatter RNA uracil (U) i alle tilfeller der DNA-tyminet (T) ville ha skjedd. Transkripsjon er det første trinnet i genuttrykk. Strekningen av DNA transkribert inn i et RNA-molekyl kalles et transkript. Noen transkripsjoner brukes som strukturelle eller regulatoriske RNAer, og andre koder for ett eller flere proteiner. Hvis det transkriberte genet koder for et protein, er resultatet av transkripsjonen messenger RNA (mRNA), som deretter vil bli brukt til å lage det proteinet i prosessen med translasjon.

Oversettelse: RNA til protein

Oversettelse er prosessen der mRNA dekodes og oversettes for å produsere en polypeptidsekvens, ellers kjent som et protein. Denne metoden for å syntetisere proteiner styres av mRNA og oppnås ved hjelp av et ribosom, et stort kompleks av ribosomale RNA (rRNA) og proteiner. I oversettelse dekoder en celle mRNAs genetiske budskap og monterer den splitter nye polypeptidkjeden. Overfør RNA, eller tRNA, oversetter sekvensen av kodoner på mRNA-strengen. Hovedfunksjonen til tRNA er å overføre en fri aminosyre fra cytoplasmaet til et ribosom, der den er festet til den voksende polypeptidkjeden. tRNA fortsetter å tilsette aminosyrer til den voksende enden av polypeptidkjeden til de når et stoppkodon på mRNA. Ribosomet frigjør deretter det ferdige proteinet i cellen.