Gränslös biologi

Central dogmen: DNA kodar för RNA och RNA kodar för protein

Den centrala dogmen beskriver flödet av genetisk information från DNA till RNA till protein.

Genetisk kod är degenererad och universell

Den genetiska koden är degenererad eftersom det finns 64 möjliga nukleotidtripletter (43), vilket är mycket mer än antalet aminosyror. Dessa nukleotidtripletter kallas kodoner; de instruerar tillsättningen av en specifik aminosyra till en polypeptidkedja. Sextio av kodonerna kodar för tjugo olika aminosyror. De flesta av dessa aminosyror kan kodas av mer än ett kodon. Tre av de 64 kodonerna avslutar proteinsyntesen och frigör polypeptiden från översättningsmaskineriet. Dessa tripletter kallas stoppkodoner. Stoppkodonet UGA används ibland för att koda en 21: a aminosyra som kallas selenocystein (Sec), men bara om mRNA dessutom innehåller en specifik sekvens av nukleotider som kallas en selenocysteininsättningssekvens (SECIS). Stoppkodonet UAG används ibland av ett fåtal arter av mikroorganismer för att koda en 22: e aminosyra som kallas pyrrolysin (Pyl). Kodonet AUG har också en speciell funktion. Förutom att specificera aminosyran metionin, fungerar den också som startkodon för att initiera translation. Läsramen för översättning ställs in av AUG-startkodonet.

Den genetiska koden är universell. Med några få undantag använder nästan alla arter samma genetiska kod för proteinsyntes. Den genetiska kodens universella natur är ett kraftfullt bevis på att allt liv på jorden har ett gemensamt ursprung.

Central dogmen: DNA kodar RNA, RNA kodar protein

Den centrala dogmen i molekylärbiologi beskriver flödet av genetisk information i celler från DNA till budbärar-RNA (mRNA) till protein. Den säger att gener specificerar sekvensen för mRNA-molekyler, som i sin tur specificerar sekvensen av proteiner. Eftersom informationen som lagras i DNA är så central för cellulär funktion, håller cellen DNA-skyddet och kopierar det i form av RNA. Ett enzym adderar en nukleotid till mRNA-strängen för varje nukleotid som den läser i DNA-strängen. Översättningen av denna information till ett protein är mer komplex eftersom tre mRNA-nukleotider motsvarar en aminosyra i polypeptidsekvensen.

Transkription: DNA till RNA

Transkription är processen att skapa en kompletterande RNA-kopia av en DNA-sekvens. Både RNA och DNA är nukleinsyror, som använder baspar av nukleotider som ett kompletterande språk som enzymer kan omvandla fram och tillbaka från DNA till RNA. Under transkription läses en DNA-sekvens av RNA-polymeras, som producerar en komplementär, antiparallell RNA-sträng. Till skillnad från DNA-replikering resulterar transkription i ett RNA-komplement som ersätter RNA uracil (U) i alla fall där DNA-tyminen (T) skulle ha inträffat. Transkription är det första steget i genuttryck. Sträckan av DNA som transkriberas till en RNA-molekyl kallas ett transkript. Vissa transkriptioner används som strukturella eller reglerande RNA, och andra kodar för ett eller flera proteiner. Om den transkriberade genen kodar för ett protein är resultatet av transkriptionen budbärar-RNA (mRNA), som sedan kommer att användas för att skapa det proteinet under översättningsprocessen.

Översättning: RNA till protein

Översättning är den process genom vilken mRNA avkodas och översätts för att producera en polypeptidsekvens, annars känd som ett protein. Denna metod för att syntetisera proteiner styrs av mRNA och åstadkommes med hjälp av en ribosom, ett stort komplex av ribosomalt RNA (rRNA) och proteiner. I översättning avkodar en cell mRNA: s genetiska budskap och monterar den helt nya polypeptidkedjan. Transfer RNA, eller tRNA, översätter sekvensen av kodoner på mRNA-strängen. Huvudfunktionen för tRNA är att överföra en fri aminosyra från cytoplasman till en ribosom, där den är bunden till den växande polypeptidkedjan. tRNA fortsätter att lägga till aminosyror i den växande änden av polypeptidkedjan tills de når ett stoppkodon på mRNA. Ribosomen släpper sedan ut det färdiga proteinet i cellen.