Το δίκλωνο, δίκλωνο μόριο σχήματος έλικας δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) αποθηκεύει τον γενετικό κώδικα για τους περισσότερους οργανισμούς. Το DNA δεν περιέχει μόνο γενετικές οδηγίες για την κυτταρική διαίρεση και αναπαραγωγή, αλλά λειτουργεί επίσης ως βάση για χιλιάδες πρωτεΐνες. Αυτό συνεπάγεται δύο διαδικασίες: μεταγραφή και μετάφραση.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Για σύνθεση πρωτεϊνών, το messenger RNA πρέπει να κατασκευάζεται από έναν κλώνο DNA που ονομάζεται κλώνος μήτρας. Ο άλλος κλώνος, που ονομάζεται κωδικοποιητικός κλώνος, ταιριάζει με το αγγελιοφόρο RNA διαδοχικά εκτός από τη χρήση της ουρακίλης στη θέση της θυμίνης.
Μεταγραφή
Για σύνθεση πρωτεϊνών, το DNA πρέπει πρώτα να αντιγραφεί στο αγγελιοφόρο ριβονουκλεϊκό οξύ ή στο mRNA. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταγραφή. Το mRNA κρατά τις πληροφορίες κωδικοποίησης για την παραγωγή πρωτεϊνών. Σε αντίθεση με το DNA, το RNA είναι μονόκλωνο και δεν έχει ελικοειδή μορφή. Περιέχει ριβόζη αντί δεοξυριβόζης, και οι βάσεις νουκλεοτιδίων της διαφέρουν από την ύπαρξη ουρακίλης (U) αντί θυμίνης (Τ).
Αρχικά, το ένζυμο RNA πολυμεράση πρέπει να συγκροτήσει το μόριο προ-mRNA που συμπληρώνει ένα τμήμα των δύο κλώνων ενός DNA. Δεδομένου ότι ο στόχος δεν είναι αντιγραφή αλλά σύνθεση πρωτεϊνών, μόνο ένα σκέλος του DNA χρειάζεται αντιγραφή. Η πολυμεράση RNA συνδέεται πρώτα με τη διπλή έλικα του DNA και συνεργάζεται με πρωτεΐνες που ονομάζονται παράγοντες μεταγραφής για να προσδιορίσει ποιες πληροφορίες χρειάζεται να μεταγραφεί. Οι παράγοντες πολυμεράσης RNA και μεταγραφής συνδέονται με αυτόν τον κλώνο DNA, που ονομάζεται κλώνος μήτρας.
Η μονάδα της πολυμεράσης RNA και των παραγόντων μεταγραφής κινείται κατά μήκος του κλώνου σε μια κατεύθυνση 3 'έως 5' (3 prime έως 5 prime) και δημιουργεί ένα νέο κλώνο του mRNA με συμπληρωματικά ζεύγη βάσεων. Η πολυμεράση RNA δημιουργεί το mRNA με επιπρόσθετα νουκλεοτίδια. Τα συμπληρωματικά νουκλεοτίδια στο mRNA, ωστόσο, διαφέρουν από το DNA στο ότι η ουρακίλη αντικαθιστά τη θυμίνη. Το mRNA τρέχει σε κατεύθυνση 5 'έως 3' (5 prime έως 3 prime). Αφού σταματήσει η επιμήκυνση, το mRNA διαχωρίζεται από τον κλώνο του προτύπου DNA κατά τον τερματισμό. Στη συνέχεια, το mRNA χρησιμεύει είτε σε ρόλο αγγελιοφόρου στο κύτταρο, είτε χρησιμοποιείται σε σχηματισμό πρωτεϊνών, ή μετάφραση.
Μετάφραση
Το πρόσφατα συναρμολογημένο mRNA μπορεί να ξεκινήσει τη μετάφραση. Η μετάφραση συνεπάγεται την ανάγνωση του mRNA για τη δημιουργία νέων πρωτεϊνών. Κωδίων, αλληλουχίες σε συνδυασμούς τριών από τα νουκλεοτίδια mRNA Α, C, G ή U αποτελούν αμινοξέα. Τα ριβοσώματα, οι μονάδες παραγωγής πρωτεϊνών των κυττάρων, λειτουργούν για τη δημιουργία νέων πρωτεϊνών από αλυσίδες αυτών των αμινοξέων.
Πρότυπο σκέλος
Ο κλώνος DNA από το οποίο δημιουργείται το mRNA ονομάζεται κλώνος προτύπου επειδή χρησιμεύει ως πρότυπο για μεταγραφή. Ονομάζεται επίσης αντιπληροφοριακό σκέλος. Το σκέλος προτύπου τρέχει σε κατεύθυνση 3 'έως 5'.
Κωδικοποιημένο σκέλος
Ο κλώνος του DNA που δεν χρησιμοποιείται ως πρότυπο για μεταγραφή ονομάζεται κλώνος κωδικοποίησης, επειδή αυτό αντιστοιχεί στην ίδια αλληλουχία με το mRNA που θα περιέχει τις αλληλουχίες κωδικονίων που είναι απαραίτητες για την κατασκευή πρωτεΐνες. Η μόνη διαφορά μεταξύ του κλώνου κωδικοποίησης και του νέου κλώνου mRNA είναι αντί της θυμίνης, η ουρακίλη παίρνει τη θέση της στον κλώνο mRNA. Το κωδικοποιητικό σκέλος ονομάζεται επίσης το λογικό σκέλος. Το σκέλος κωδικοποίησης τρέχει σε κατεύθυνση 5 'έως 3'.
Οι διπλές διεργασίες μεταγραφής και μετάφρασης δεν μπορούσαν να προχωρήσουν χωρίς τη δίκλωνη φύση της διπλής έλικας του DNA.