Quando pensi al tuo materiale genetico, probabilmente immagini i geni responsabili del colore dei tuoi occhi o della tua altezza. Sebbene il tuo DNA determini certamente aspetti del tuo aspetto, codifica anche per tutte le molecole che consentono ai tuoi sistemi corporei di funzionare. La sintesi di queste molecole richiede un intermediario per portare il progetto del DNA fuori dal nucleo e nel resto della cellula. Questo importante compito appartiene all'RNA messaggero.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il DNA a doppio filamento contiene basi (A, T, G e C) che si legano sempre nelle stesse coppie (A-T e G-C). Durante la trascrizione, l'RNA polimerasi viaggia lungo il filamento stampo del DNA, codificando un breve, RNA messaggero a filamento singolo che corrisponde al filamento codificante del DNA con una quinta base (U) sostituita da ogni t. Una sequenza del filamento codificante DNA AGCAATC si accoppia con la sequenza del filamento modello DNA TCGTTAG. La sequenza dell'mRNA AGCAAUC corrisponde alla sequenza del filamento codificante con il cambiamento U/T.
Che cos'è la trascrizione?
Il processo di trascrizione consente a un enzima chiamato RNA polimerasi di legarsi al DNA e sciogliere i legami idrogeno che tengono insieme i due filamenti. Questo forma una bolla di DNA aperto lunga circa dieci basi. Quando l'enzima si sposta lungo questa piccola sequenza di DNA, legge il codice e produce un breve filamento di RNA messaggero (mRNA) che corrisponde al filamento codificante del vostro DNA. L'mRNA quindi viaggia fuori dal nucleo, portando quel pezzo del tuo codice genetico nel citoplasma dove il codice può essere usato per costruire molecole come le proteine.
Capire le coppie di basi Base
La codifica effettiva della trascrizione dell'mRNA è molto semplice. Il DNA contiene quattro basi: adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C). Poiché il DNA è a doppio filamento, i filamenti si tengono insieme dove si accoppiano le basi. A si accoppia sempre con T e G si accoppia sempre con C.
Gli scienziati chiamano i due filamenti del vostro DNA filamento codificante e filamento stampo. L'RNA polimerasi costruisce la trascrizione dell'mRNA utilizzando il filamento modello. Per visualizzare, immagina che il tuo filo di codifica legga AGCAATC. Poiché il filamento modello deve contenere coppie di basi che si legano precisamente con il filamento codificante, il modello legge TCGTTAG.
Costruire trascrizioni di mRNA
Tuttavia, l'mRNA contiene una differenza essenziale nella sua sequenza: al posto di ogni timina (T), l'mRNA contiene una sostituzione dell'uracile (U). Timina e uracile sono quasi identici. Gli scienziati ritengono che il legame AT sia responsabile della formazione della doppia elica; poiché l'mRNA è solo un piccolo filamento e non ha bisogno di attorcigliarsi, questa sostituzione rende più facile il trasferimento di informazioni per il macchinario della tua cellula.
Guardando la sequenza precedente, un trascritto di mRNA costruito usando il filamento modello dovrebbe leggere AGCAAUC poiché contiene le basi che si accoppiano con il filamento stampo del DNA (con l'uracile sostituzione). Se confronti il filamento codificante (AGCAATC) con questa trascrizione (AGCAAUC), puoi vedere che sono esattamente gli stessi tranne che per il cambiamento di timina/uracile. Quando l'mRNA viaggia nel citoplasma per fornire questo progetto, il codice che trasporta corrisponde alla sequenza codificante originale.
Perché la trascrizione è importante?
A volte gli studenti ricevono compiti che chiedono loro di scrivere le modifiche alla sequenza dalla codifica filamento a modello filamento a mRNA, probabilmente come un modo per aiutare lo studente ad apprendere il processo di trascrizione. Nella vita reale, la comprensione di queste sequenze è cruciale perché anche cambiamenti estremamente piccoli (come una singola sostituzione di base) possono alterare la proteina sintetizzata. A volte gli scienziati fanno risalire le malattie umane a questi piccoli cambiamenti o mutazioni. Ciò consente agli scienziati di studiare le malattie umane e di indagare su come funzionano processi come la trascrizione e la sintesi proteica.
Il tuo DNA è responsabile di caratteristiche ovvie come il colore degli occhi o l'altezza, ma anche per le molecole che il tuo corpo costruisce e usa. Imparare i cambiamenti di sequenza dal DNA codificante al DNA modello all'mRNA è il primo passo per capire come funzionano questi processi.