Dvouvláknová molekula deoxyribonukleové kyseliny (DNA) ve tvaru dvojité šroubovice uchovává genetický kód pro většinu organismů. DNA obsahuje nejen genetické pokyny pro dělení a reprodukci buněk, ale funguje také jako základ pro tisíce proteinů. To zahrnuje dva procesy: přepis a překlad.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Pro syntézu bílkovin musí být messenger RNA vyroben z jednoho řetězce DNA nazývaného templátové vlákno. Druhý řetězec, nazývaný kódující řetězec, se sekvenčně shoduje s poselskou RNA, s výjimkou použití uracilu místo thyminu.
Transkripce
Pro syntézu bílkovin musí být DNA nejprve zkopírována na messenger ribonukleovou kyselinu nebo mRNA. Tento proces se nazývá transkripce. MRNA obsahuje informace o kódování pro tvorbu proteinů. Na rozdíl od DNA je RNA jednovláknová a nemá spirálovitý tvar. Obsahuje místo deoxyribózy ribózu a její nukleotidové báze se liší tím, že místo tyminu (T) má uracil (U).
Zpočátku musí enzym RNA polymeráza sestavit molekulu pre-mRNA, která doplňuje část dvou řetězců jedné DNA. Jelikož cílem není replikace, ale syntéza proteinů, musí být kopírováno pouze jedno vlákno DNA. RNA polymeráza se nejprve váže na dvojitou šroubovici DNA a pracuje s proteiny zvanými transkripční faktory, aby určila, jaké informace je třeba přepsat. RNA polymeráza a transkripční faktory se vážou na tento řetězec DNA, který se nazývá templátový řetězec.
Jednotka RNA polymerázy a transkripčních faktorů se pohybuje podél vlákna ve směru 3 'až 5' (3 prime až 5 prime) a vytváří nový řetězec mRNA s komplementárními páry bází. RNA polymeráza vytváří mRNA s dalšími nukleotidy v prodloužení. Komplementární nukleotidy v mRNA se však od DNA liší tím, že uracil nahrazuje thymin. MRNA probíhá ve směru 5 'až 3' (5 prime až 3 prime). Po ukončení prodlužování se mRNA na konci oddělí od řetězce templátu DNA. Pak mRNA slouží buď jako posel v buňce, nebo se používá při tvorbě proteinu nebo translaci.
Překlad
Nově sestavená mRNA může zahájit překlad. Překlad zahrnuje čtení mRNA za účelem generování nových proteinů. Kodony, sekvence v kombinaci tří nukleotidů mRNA A, C, G nebo U tvoří aminokyseliny. Ribosomy, jednotky vytvářející bílkoviny v buňkách, pracují na vytváření nových proteinů z řetězců těchto aminokyselin.
Strand šablony
Vlákno DNA, ze kterého je mRNA vytvořena, se nazývá templátové vlákno, protože slouží jako templát pro transkripci. Také se mu říká antisense vlákno. Pramen šablony běží ve směru 3 'až 5'.
Kódovací pramen
Vlákno DNA, které se nepoužívá jako templát pro transkripci, se nazývá kódující vlákno, protože odpovídá stejné sekvenci jako mRNA, která bude obsahovat kodonové sekvence nezbytné pro sestavení bílkoviny. Jediným rozdílem mezi kódujícím řetězcem a novým řetězcem mRNA je místo tyminu, uracil zaujímá své místo v řetězci mRNA. Kódující vlákno se také nazývá sense vlákno. Kódující vlákno běží ve směru 5 'až 3'.
Duální procesy transkripce a translace nemohly pokračovat bez dvouvláknové povahy dvojité šroubovice DNA.