Πώς μοιάζει το DNA ενός κυττάρου με τα βιβλία σε μια βιβλιοθήκη;

Ο κύριος ρόλος του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος είναι να παρέχει τις πληροφορίες για την παραγωγή πρωτεϊνών που είναι υπεύθυνος για τη δομή μας, πραγματοποιεί διαδικασίες διατήρησης της ζωής και παρέχει τις απαραίτητες ενώσεις για την κυτταρική αναπαραγωγή. Ακριβώς όπως ένα εκπαιδευτικό ή βιβλίο "πώς να" βρεθεί στην τοπική βιβλιοθήκη σας, οι πληροφορίες που περιέχονται σε ένα μόριο DNA είναι οργανωμένο σε ενότητες και μπορεί να χωριστεί σε γράμματα που κωδικοποιούν διαφορετικές εντολές ανάλογα με τις δικές τους αλληλουχία. Διατηρώντας τη μεταφορά του βιβλίου της βιβλιοθήκης, το DNA αποθηκεύεται επίσης τακτοποιημένα σε χρωμοσώματα με μόρια παρόμοια με τα βιβλία.

Το DNA αποτελείται από τις βάσεις αζώτου αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και θυμίνη. Αυτές οι βάσεις συνήθως συντομεύονται ως A, G, C και T, αντίστοιχα. Όπως και σε ένα βιβλίο, αυτά τα γράμματα ομαδοποιούνται σε μια συγκεκριμένη σειρά για να μεταδώσουν μια συγκεκριμένη ιδέα ή εργασία. Αυτές οι παραγγελίες είναι γραμμένες στη γλώσσα που το messenger ριβονουκλεϊκό οξύ (mRNA) μπορεί να κατανοήσει, δηλαδή το μόριο που είναι υπεύθυνο για την κατασκευή ενός προτύπου ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA) ενός συγκεκριμένου γονιδίου στο DNA νήμα. Το mRNA γνωρίζει πού να συνδεθεί με το DNA για να δημιουργήσει το αντίγραφο RNA του γονιδίου "διαβάζοντας" το DNA για την ακολουθία σημείου έναρξης ή "λέξη" που κωδικοποιείται από τις βάσεις αζώτου.

Οι οδηγίες για τη σύνθεση διαφορετικών πρωτεϊνών οργανώνονται στον κλώνο του DNA σε "κεφάλαια" που ονομάζονται γονίδια. Οι ακολουθίες έναρξης εντός των βάσεων αζώτου χρησιμεύουν ως σελίδες κεφαλαίων, ενημερώνοντας το mRNA "αναγνώστες" για το πού ξεκινά η ενότητα.

Το mRNA "διαβάζει" το DNA προκειμένου να δημιουργήσει ένα αντίγραφο RNA ενός γονιδίου. Για να δημιουργήσετε ένα αντίγραφο RNA, σχηματίζεται ένας συμπληρωματικός κλώνος βάσεων από το πρότυπο DNA. Στο DNA, η αδενίνη συμπληρώνει τη θυμίνη και η κυτοσίνη είναι η γουανίνη. Η γλώσσα RNA διαφέρει ελαφρώς από τη γλώσσα DNA, ωστόσο, καθώς χρησιμοποιεί μια διαφορετική βάση για να συμπληρώσει την αδενίνη, που ονομάζεται ουρακίλη (U), η οποία χρησιμοποιείται αντί της θυμίνης. Αυτό το RNA περιέχει επίσης λέξεις, που ονομάζονται κωδικόνια, οι οποίες περιλαμβάνουν τρεις νουκλεοτιδικές βάσεις που κωδικοποιούν αμινοξέα.

Ο κλώνος mRNA βγαίνει τώρα από τον πυρήνα και ταξιδεύει στο κυτόπλασμα για τις εντολές που περιέχονται στο κεφάλαιο που πρέπει να εκτελεστούν. Ένα RNA μεταφοράς (tRNA) με μια ομάδα αμινοξέων μεθειονίνης θα συνδεθεί με το συμπληρωματικό αντίγραφο mRNA του γονιδίου στη θέση που κρατά μια συγκεκριμένη αλληλουχία τριών βάσεων, που ονομάζεται κωδικόνιο έναρξης. Μόλις διαβαστεί το κωδικόνιο έναρξης, μόρια tRNA που συγκρατούν το αντι-κωδικόνιο, τα οποία συμπληρώνουν το επόμενο ανοιχτό κωδικόνιο, θα δεσμεύονται στον κλώνο του mRNA για λίγο ενώ φέρουν την συνδεδεμένη ομάδα αμινοξέων. Αυτή η ομάδα αμινοξέων στη συνέχεια σχηματίζει έναν πεπτιδικό δεσμό με την προηγούμενη ομάδα αμινοξέων και ενώνει την αναπτυσσόμενη πεπτιδική αλυσίδα. Με αυτόν τον τρόπο, το tRNA μεταφράζει τις πληροφορίες mRNA στη γλώσσα των πρωτεϊνών, σχηματίζοντας το επιδιωκόμενο μόριο.