Boundless Biology

Het centrale dogma: DNA codeert voor RNA en RNA codeert voor eiwit

Het centrale dogma beschrijft de stroom van genetische informatie van DNA naar RNA naar eiwit.

De Genetische code is gedegenereerd en universeel

De genetische code is gedegenereerd aangezien er 64 mogelijke nucleotide-tripletten zijn (43), wat veel meer is dan het aantal aminozuren. Deze nucleotide-tripletten worden codons genoemd; zij instrueren de toevoeging van een specifiek aminozuur aan een polypeptideketen. Eenenzestig codons coderen voor twintig verschillende aminozuren. De meeste van deze aminozuren kunnen worden gecodeerd door meer dan één codon. Drie van de 64 codons beëindigen de eiwitsynthese en geven het polypeptide vrij uit de translatiemachine. Deze tripletten worden stopcodons genoemd. Het stopcodon UGA wordt soms gebruikt om te coderen voor een 21e aminozuur genaamd selenocysteïne (Sec), maar alleen als het mRNA bovendien een specifieke sequentie van nucleotiden bevat, een selenocysteïne-invoegsequentie (SECIS) genaamd. Het stopcodon UAG wordt soms gebruikt door een paar soorten micro-organismen om te coderen voor een 22e aminozuur genaamd pyrrolysine (Pyl). Het codon AUG heeft ook een speciale functie. Naast het specificeren van het aminozuur methionine, dient het ook als het startcodon om translatie te initiëren. Het leeskader voor vertaling wordt ingesteld door het AUG-startcodon.

De genetische code is universeel. Op enkele uitzonderingen na gebruiken vrijwel alle soorten dezelfde genetische code voor eiwitsynthese. De universele aard van de genetische code is een krachtig bewijs dat al het leven op aarde een gemeenschappelijke oorsprong heeft.

Het centrale dogma: DNA codeert voor RNA, RNA codeert voor proteïne

Het centrale dogma van de moleculaire biologie beschrijft de stroom van genetische informatie in cellen van DNA naar boodschapper-RNA (mRNA) naar eiwit. Het stelt dat genen de sequentie van mRNA-moleculen specificeren, die op hun beurt de sequentie van eiwitten specificeren. Omdat de informatie die is opgeslagen in DNA zo centraal staat in de cellulaire functie, houdt de cel het DNA beschermd en kopieert het in de vorm van RNA. Een enzym voegt één nucleotide toe aan de mRNA-streng voor elke nucleotide die het in de DNA-streng leest. De vertaling van deze informatie naar een eiwit is complexer omdat drie mRNA-nucleotiden overeenkomen met één aminozuur in de polypeptidesequentie.

Transcriptie: DNA naar RNA

Transcriptie is het proces waarbij een complementaire RNA-kopie van een sequentie van DNA. Zowel RNA als DNA zijn nucleïnezuren, die basenparen van nucleotiden gebruiken als een complementaire taal die enzymen heen en weer kunnen converteren van DNA naar RNA. Tijdens transcriptie wordt een DNA-sequentie gelezen door RNA-polymerase, dat een complementaire, antiparallelle RNA-streng produceert. In tegenstelling tot DNA-replicatie resulteert transcriptie in een RNA-complement dat het RNA-uracil (U) vervangt in alle gevallen waarin het DNA-thymine (T) zou hebben plaatsgevonden. Transcriptie is de eerste stap in genexpressie. Het stuk DNA dat in een RNA-molecuul wordt getranscribeerd, wordt een transcript genoemd. Sommige transcripten worden gebruikt als structurele of regulerende RNAs, en andere coderen voor een of meer eiwitten. Als het getranscribeerde gen codeert voor een eiwit, is het resultaat van transcriptie boodschapper-RNA (mRNA), dat vervolgens wordt gebruikt om dat eiwit tijdens het translatieproces te creëren.

Vertaling: RNA naar eiwit

Vertaling is het proces waarmee mRNA wordt gedecodeerd en vertaald om een polypeptidesequentie te produceren, ook wel bekend als een eiwit. Deze methode voor het synthetiseren van eiwitten wordt aangestuurd door het mRNA en bereikt met behulp van een ribosoom, een groot complex van ribosomale RNAs (rRNAs) en eiwitten. In vertaling decodeert een cel de genetische boodschap van het mRNA en stelt de gloednieuwe polypeptideketen samen. Transfer RNA, of tRNA, vertaalt de sequentie van codons op de mRNA-streng. De belangrijkste functie van tRNA is het overbrengen van een vrij aminozuur van het cytoplasma naar een ribosoom, waar het wordt vastgemaakt aan de groeiende polypeptideketen. tRNAs blijven aminozuren toevoegen aan het groeiende uiteinde van de polypeptideketen totdat ze een stopcodon op het mRNA bereiken. Het ribosoom geeft vervolgens het voltooide eiwit af in de cel.