Wenn Sie an Ihr genetisches Material denken, stellen Sie sich wahrscheinlich die Gene vor, die für Ihre Augenfarbe oder Ihre Körpergröße verantwortlich sind. Während Ihre DNA sicherlich Aspekte Ihres Aussehens bestimmt, kodiert sie auch für alle Moleküle, die es Ihren Körpersystemen ermöglichen, zu funktionieren. Die Synthese dieser Moleküle erfordert einen Vermittler, der den DNA-Bauplan aus dem Zellkern in den Rest der Zelle trägt. Diese wichtige Aufgabe gehört der Messenger-RNA.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Doppelsträngige DNA enthält Basen (A, T, G und C), die immer in den gleichen Paaren (A-T und G-C) binden. Während der Transkription wandert die RNA-Polymerase entlang des DNA-Matrizenstrangs und kodiert einen kurzen, einzelsträngige Boten-RNA, die mit dem kodierenden DNA-Strang übereinstimmt, wobei eine fünfte Base (U) ersetzt wurde jedes T. Eine DNA-kodierende Strangsequenz AGCAATC paart sich mit der DNA-Matrizenstrangsequenz TCGTTAG. Die mRNA-Sequenz AGCAAUC stimmt mit der kodierenden Strangsequenz mit der U/T-Änderung überein.
Was ist Transkription?
Der Transkriptionsprozess ermöglicht es einem Enzym namens RNA-Polymerase, sich an Ihre DNA zu binden und die Wasserstoffbrücken zu entpacken, die die beiden Stränge zusammenhalten. Dies bildet eine etwa zehn Basen lange Blase aus offener DNA. Während sich das Enzym diese kleine DNA-Sequenz hinunterbewegt, liest es den Code und produziert einen kurzen Strang von Messenger-RNA (mRNA), der dem kodierenden Strang Ihrer DNA entspricht. Die mRNA wandert dann aus dem Zellkern und bringt diesen Teil Ihres genetischen Codes in das Zytoplasma, wo der Code verwendet werden kann, um Moleküle wie Proteine zu bauen.
Basenpaare verstehen
Die eigentliche Kodierung des mRNA-Transkripts ist sehr einfach. DNA enthält vier Basen: Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C). Da DNA doppelsträngig ist, halten die Stränge dort zusammen, wo die Basen paaren. A paart sich immer mit T und G immer mit C.
Wissenschaftler nennen die beiden Stränge Ihrer DNA den kodierenden Strang und den Schablonenstrang. Die RNA-Polymerase baut das mRNA-Transkript unter Verwendung des Matrizenstrangs auf. Stellen Sie sich zur Visualisierung vor, Ihr Codierungsstrang lautet AGCAATC. Da der Matrizenstrang Basenpaare enthalten muss, die genau an den kodierenden Strang binden, lautet die Matrize TCGTTAG.
mRNA-Transkripte erstellen
Die mRNA weist jedoch einen wesentlichen Unterschied in ihrer Sequenz auf: Anstelle jedes Thymins (T) enthält die mRNA eine Uracil (U)-Substitution. Thymin und Uracil sind fast identisch. Wissenschaftler glauben, dass die A-T-Bindung für die Bildung der Doppelhelix verantwortlich ist; Da mRNA nur ein kleiner Strang ist und nicht verdrillt werden muss, erleichtert diese Substitution die Informationsübertragung für die Maschinerie Ihrer Zelle.
Betrachtet man die frühere Sequenz, würde ein mRNA-Transkript, das unter Verwendung des Matrizenstrangs konstruiert wurde, lauten: AGCAAUC, da es die Basen enthält, die sich mit dem Matrizenstrang der DNA (mit dem Uracil Auswechslung). Wenn Sie den kodierenden Strang (AGCAATC) mit diesem Transkript (AGCAAUC) vergleichen, können Sie sehen, dass sie bis auf die Thymin/Uracil-Änderung genau gleich sind. Wenn die mRNA in das Zytoplasma reist, um diesen Bauplan zu liefern, stimmt der Code, den sie trägt, mit der ursprünglichen kodierenden Sequenz überein.
Warum Transkription wichtig ist
Manchmal erhalten die Schüler Aufgaben, in denen sie aufgefordert werden, die Sequenzänderungen aus der Kodierung aufzuschreiben Strang zu Templat Strang zu mRNA, wahrscheinlich um den Schülern zu helfen, den Prozess der Transkription. Im wirklichen Leben ist das Verständnis dieser Sequenzen von entscheidender Bedeutung, da selbst extrem kleine Änderungen (wie eine einzelne Basensubstitution) das synthetisierte Protein verändern können. Manchmal führen Wissenschaftler sogar menschliche Krankheiten auf diese winzigen Veränderungen oder Mutationen zurück. Dies ermöglicht es Wissenschaftlern, menschliche Krankheiten zu untersuchen und zu untersuchen, wie Prozesse wie Transkription und Proteinsynthese funktionieren.
Ihre DNA ist für offensichtliche Merkmale wie Augenfarbe oder -größe verantwortlich, aber auch für die Moleküle, die Ihr Körper baut und verwendet. Das Erlernen der Sequenzänderungen von der kodierenden DNA über die Matrizen-DNA bis zur mRNA ist der erste Schritt, um zu verstehen, wie diese Prozesse funktionieren.
