Как работи транслацията на ДНК?

Преводът на генетичен код от неговата форма на дезоксирибонуклеинова киселина, състояща се от верига от четири повтарящи се букви, до краен протеинов продукт, състоящ се от аминокиселини, е добре разбран процес. Един от начините да се опише процесът е да си представим единична верига от хромозома като рафт с книги, пълен с книги с инструкции, написани на чужд език. Преводачът може да вземе една книга от рафта и да започне да транскрибира кода на хартия. След това той превежда чуждите знаци в думи, които читателят може да разбере. След това читателят продължава да изгражда полезен проект въз основа на преведените инструкции.

•••Comstock / Comstock / Getty Images

ДНК се състои от две полинуклеотидни вериги, обвити една около друга в двойна спирала. Всеки нуклеотид от двете вериги притежава азотна основа. Към всяка основа е прикрепена молекула аденин (А), цитозин (С), гуанин (G) или тимин (Т). Двете полинуклеотидни вериги се свързват помежду си чрез слаби водородни връзки между сдвоени молекули C-и-G и сдвоени молекули A-и-T. Това уникално свързване C-G / A-T позволява на ДНК веригите да се разделят временно, докато ензимът разархивира двойната спирала на части от единични вериги за транскрипция в вериги на пратената РНК.

Нишката на пратеника РНК (тРНК) е точно копие на единична верига ДНК, с изключение на това, че всеки тимин (Т) е заменен с молекула урацил (U). Верига от молекули на иРНК, състояща се от молекули G, C A и U, е подредена в триплет код като CAC, UUA и CUG. Тази последователност от триплет кодове е копие на ДНК последователността GTGAATGAC. По-късно трибуквеният код се превежда в протеин чрез специални РНК / протеинови комплекси, които разпознават трибуквения код и изграждат верига аминокиселини, която съответства на кода. Например, mRNA кодът AUG е съчетан с аминокиселината метионин.

Транскрипцията се случва, когато РНК полимеразен ензим се движи по определен регион на единична верига на ДНК и синтезира (транскрибира) mRNA копие. Обикновено mRNA веригата се модифицира чрез отрязване на няколко специфични места от специален ензим и след това се присъединява към по-къса mRNA верига, която ще кодира функционален протеин. Следователно, оригиналната кодираща ДНК верига не се превежда директно в протеин, но трябва да премине през етап на промяна като иРНК, за да се премахнат глупостите последователности, които не кодират ген.

Преводът е последната стъпка от превръщането на ДНК последователност във функционален протеин. Молекулите на РНК / протеинов комплекс, наречени "рибозоми", се прикрепят към модифицираната верига на иРНК и превеждат веригата във верига от протеинови молекули. Това се постига чрез прехвърляне на молекули на РНК (tRNA), които носят специфични аминокиселини към рибозомите, където трибуквените кодове се четат и съвпадат със специфични аминокиселини. След като аминокиселинната верига се синтезира, тя обикновено автоматично се сгъва в конформация, която я прави функционална. Ето защо една мутация на ДНК може да бъде катастрофална. ДНК мутацията се транскрибира в трибуквен mRNA код, който от своя страна кодира грешната аминокиселина. По този начин се предотвратява правилното сгъване на крайната аминокиселинна верига във функционален протеин.