Překlad genetického kódu z jeho formy deoxyribonukleové kyseliny sestávající z řetězce čtyř opakujících se písmen na konečný proteinový produkt sestávající z aminokyselin je dobře známým procesem. Jedním ze způsobů, jak popsat tento postup, je představit si, že jediný řetězec chromozomu je jako knihovna plná knih s návody napsaných v cizím jazyce. Překladatel může vzít jednu knihu z police a začít přepisovat kód na papír. Poté překládá cizí znaky do slov, kterým čtenář rozumí. Čtenář poté pokračuje v budování užitečného projektu na základě přeložených pokynů.
Základy DNA
•••Comstock / Comstock / Getty Images
DNA se skládá ze dvou polynukleotidových řetězců zabalených kolem sebe do dvojité šroubovice. Každý nukleotid obou řetězců má dusíkatou bázi. Každá báze k sobě má připojenou molekulu adeninu (A), cytosinu (C), guaninu (G) nebo thyminu (T). Dva polynukleotidové řetězce se navzájem spojují prostřednictvím slabých vodíkových vazeb mezi molekulami spárovanými C-a-G a molekulami spárovanými A-a-T. Tato jedinečná vazba C-G / A-T umožňuje dočasné oddělení řetězců DNA, zatímco enzym rozepne dvojitou šroubovici do sekcí jednoduchých řetězců pro transkripci do řetězců messengerové RNA.
Základy mRNA
Vlákno messengerové RNA (mRNA) je přesnou kopií jediného vlákna DNA, s výjimkou toho, že každý tymin (T) je nahrazen molekulou uracilu (U). Řetězec molekul mRNA skládající se z molekul G, CA a U je uspořádán do tripletového kódu, jako je CAC, UUA a CUG. Tato sekvence tripletových kódů je kopií DNA sekvence GTGAATGAC. Třípísmenový kód je později přeložen do proteinu speciálními komplexy RNA / protein, které rozpoznávají třípísmenný kód a vytvářejí řetězec aminokyselin, který odpovídá kódu. Například mRNA kód AUG je spárován s aminokyselinou methioninem.
Transkripce
K transkripci dochází, když enzym RNA polymerázy jede podél specifické oblasti jednoho řetězce DNA a syntetizuje (přepisuje) kopii mRNA. Typicky je řetězec mRNA modifikován tím, že je na několika specifických místech odstřižen speciálním enzymem a poté znovu spojen do kratšího řetězce mRNA, který bude kódovat funkční protein. Proto původní kódující řetězec DNA není přímo přeložen do proteinu, ale musí projít alteračním krokem jako mRNA, aby se odstranily nesmyslné sekvence, které nekódují gen.
Překlad
Překlad je posledním krokem translace sekvence DNA na funkční protein. Molekuly komplexu RNA / protein zvané „ribozomy“ se připojují k modifikovanému řetězci mRNA a překládají řetězec do řetězce proteinových molekul. Toho je dosaženo molekulami přenosu RNA (tRNA), které přenášejí specifické aminokyseliny do ribozomů, kde jsou čteny třípísmenné kódy a porovnávány se specifickými aminokyselinami. Jakmile je aminokyselinový řetězec syntetizován, obvykle se automaticky složí do konformace, díky které je funkční. Proto může být jediná mutace DNA katastrofální. Mutace DNA je přepsána do třípísmenného mRNA kódu, který zase kóduje nesprávnou aminokyselinu. Tím se zabrání tomu, aby se konečný aminokyselinový řetězec správně složil do funkčního proteinu.