A kétszálú, kettős spirál alakú molekula, a dezoxiribonukleinsav (DNS) tárolja a legtöbb organizmus genetikai kódját. A DNS nem csak genetikai utasításokat tartalmaz a sejtosztódáshoz és a szaporodáshoz, hanem több ezer fehérje alapjaként is funkcionál. Ez két folyamatot foglal magában: a transzkripciót és a transzlációt.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A fehérjeszintézishez a messenger RNS-t a DNS egyik szálából, templát szálnak kell készíteni. A másik szál, az úgynevezett kódoló szál, sorrendben illeszkedik a messenger RNS-hez, kivéve az uracilt a timin helyett.
Átírás
A fehérjeszintézishez a DNS-t először át kell másolni a messenger ribonukleinsavba vagy az mRNS-be. Ezt a folyamatot transzkripciónak nevezzük. Az mRNS tartalmazza a kódoló információt a fehérjék előállításához. A DNS-től eltérően az RNS egyszálú és nem spirális alakú. A dezoxiribóz helyett ribózt tartalmaz, és nukleotidbázisai abban különböznek, hogy timin (T) helyett uracil (U) van.
Kezdetben az RNS-polimeráz enzimnek össze kell állítania az pre-mRNS-molekulát, amely kiegészíti az egyik DNS két szálának egy szakaszát. Mivel a cél nem a replikáció, hanem a fehérjeszintézis, a DNS-nek csak egy szála szükséges másolásra. Az RNS-polimeráz először a DNS kettős spiráljához kapcsolódik, és a transzkripciós faktoroknak nevezett fehérjékkel együttműködve meghatározza, hogy milyen információkra van szükség. Az RNS-polimeráz és a transzkripciós faktorok kötődnek ehhez a DNS-szálhoz, az úgynevezett templátszálhoz.
Az RNS-polimeráz és a transzkripciós faktorok egysége a szál mentén 3 ’és 5’ (3 príma és 5 prim között) irányban mozog, és komplementer bázispárokkal egy új mRNS-szálat alkot. Az RNS-polimeráz megnyújtva további nukleotidokkal építi fel az mRNS-t. Az mRNS komplementer nukleotidjai azonban abban különböznek a DNS-től, hogy az uracil helyettesíti a timint. Az mRNS 5 ’–3’ (5-től 3-ig) irányban fut. Miután a megnyúlás megszűnik, az mRNS terminációban elválik a DNS templát szálától. Ezután az mRNS vagy a sejtben a hírvivő szerepet tölti be, vagy pedig fehérje-képződésben vagy transzlációban alkalmazzák.
Fordítás
Az újonnan összeállított mRNS megkezdheti a transzlációt. A transzláció magában foglalja az mRNS leolvasását új fehérjék előállításához. A kodonok, az A, C, G vagy U mRNS nukleotidok három kombinációjában levő szekvenciák alkotják az aminosavakat. A riboszómák, a sejtek fehérje-termelő egységei azon dolgoznak, hogy új fehérjéket építsenek ezen aminosavak láncaiból.
Sablon szál
Az DNS-szálat, amelyből az mRNS felépül, templátszálnak nevezzük, mert templátként szolgál a transzkripcióhoz. Antiszensz szálnak is nevezik. A sablonszál 3 ’- 5’ irányban fut.
Kódoló szál
A transzkripcióhoz templátként nem használt DNS-szálat kódoló szálnak nevezzük, mert ez ugyanazon szekvenciának felel meg, mint az mRNS, amely tartalmazza a felépítéshez szükséges kodonszekvenciákat fehérjék. Az egyetlen különbség a kódoló szál és az új mRNS-szál között a timin helyett van, az uracil veszi át a helyét az mRNS-szálban. A kódoló szálat értelmes szálnak is nevezik. A kódoló szál 5 ’- 3’ irányban fut.
A transzkripció és a transzláció kettős folyamata nem mehet végbe a DNS kettős spirál kettős szálú jellege nélkül.