Geneettisen koodin kääntäminen sen deoksiribonukleiinihappomuodosta, joka koostuu neljän toistuvan kirjaimen ketjusta, aminohapoista koostuvaksi lopulliseksi proteiinituotteeksi on hyvin ymmärretty prosessi. Yksi tapa kuvata prosessia on kuvitella, että yksi kromosomin osa on kuin kirjahylly, joka on täynnä vieraalla kielellä kirjoitettuja ohjeita. Kääntäjä voi ottaa yhden kirjan hyllyltä ja alkaa kirjoittaa koodia paperille. Sitten hän kääntää vieraat merkit sanoiksi, jotka lukija voi ymmärtää. Sitten lukija jatkaa hyödyllisen projektin rakentamista käännettyjen ohjeiden perusteella.
DNA: n perusteet
•••Comstock / Comstock / Getty Images
DNA koostuu kahdesta polynukleotidiketjusta, jotka on kääritty toistensa ympärille kaksoiskierteeseen. Jokaisella kummankin ketjun nukleotidilla on typpipohjainen emäs. Jokainen emäs on kiinnittänyt siihen joko adeniini (A), sytosiini (C), guaniini (G) tai tymiini (T) -molekyyli. Nämä kaksi polynukleotidiketjua sitoutuvat toisiinsa heikkojen vetysidosten kautta C- ja G-pariparimolekyylien sekä A- ja T-parimolekyylien välillä. Tämä ainutlaatuinen C-G / A-T-sidos antaa DNA-juosteiden erota väliaikaisesti, kun taas entsyymi purkaa kaksoiskierteen yksittäisten säikeiden osiin transkriptoimiseksi messenger-RNA-säikeiksi.
mRNA-perusteet
Messenger-RNA: n (mRNA) juoste on tarkka kopio yhdestä DNA-juosteesta, paitsi että kukin tymiini (T) korvataan urasiili (U) -molekyylillä. G-, CA- ja U-molekyyleistä koostuva mRNA-molekyylien ketju on järjestetty triplettikoodiksi, kuten CAC, UUA ja CUG. Tämä triplettikoodien sekvenssi on kopio DNA-sekvenssistä GTGAATGAC. Kolmikirjaiminen koodi muunnetaan myöhemmin proteiiniksi erityisillä RNA / proteiinikomplekseilla, jotka tunnistavat kolmikirjaimisen koodin ja rakentavat koodia vastaavan aminohapposäikeen. Esimerkiksi mRNA-koodi AUG sovitetaan aminohapon metioniinin kanssa.
Litterointi
Transkriptio tapahtuu, kun RNA-polymeraasientsyymi kulkee pitkin DNA: n yksittäisen juosteen tiettyä aluetta ja syntetisoi (transkriptoi) mRNA-kopion. Tyypillisesti mRNA-juosetta modifioidaan leikkaamalla se useisiin spesifisiin pisteisiin erityisellä entsyymillä ja yhdistämällä sitten uudelleen lyhyemmäksi mRNA-juosteeksi, joka koodaa toiminnallista proteiinia. Siksi alkuperäistä koodaavaa DNA-juosetta ei käännetä suoraan proteiiniksi, vaan sen on mentävä läpi muutosvaihe mRNA: na poistaakseen hölynpölysekvenssit, jotka eivät koodaa geeniä.
Käännös
Translaatio on viimeinen vaihe DNA-sekvenssin muuntamiseksi funktionaaliseksi proteiiniksi. RNA / proteiinikompleksimolekyylit, joita kutsutaan "ribosomeiksi", kiinnittyvät modifioituun mRNA-juosteeseen ja kääntävät juosteen proteiinimolekyyliketjuun. Tämä saavutetaan siirtämällä RNA (tRNA) -molekyylejä, jotka kuljettavat spesifisiä aminohappoja ribosomeihin, joissa kolmikirjaiminen koodi luetaan ja sovitetaan yhteen tiettyjen aminohappojen kanssa. Kun aminohappoketju on syntetisoitu, se tyypillisesti automaattisesti taittuu konformaatioksi, joka tekee siitä toiminnallisen. Siksi yksittäinen DNA-mutaatio voi olla tuhoisa. DNA-mutaatio transkriptoidaan kolmikirjaimiseksi mRNA-koodiksi, joka puolestaan koodaa väärää aminohappoa. Tämä estää siten lopullisen aminohappoketjun taittumisen oikein funktionaaliseksi proteiiniksi.