Divu virkņu divkāršās spirāles formas molekulas dezoksiribonukleīnskābe (DNS) glabā ģenētisko kodu lielākajai daļai organismu. DNS satur ne tikai ģenētiskas instrukcijas šūnu dalīšanai un reprodukcijai, bet arī darbojas kā pamats tūkstošiem olbaltumvielu. Tas ietver divus procesus: transkripciju un tulkošanu.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Olbaltumvielu sintēzei kurjera RNS jāizgatavo no vienas DNS virknes, ko sauc par veidnes virkni. Otra virkne, ko sauc par kodējošo virkni, secīgi sakrīt ar kurjera RNS, izņemot to, ka tā timīna vietā izmanto uracilu.
Transkripcija
Olbaltumvielu sintēzei DNS vispirms jākopē kurjera ribonukleīnskābē vai mRNS. Šo procesu sauc par transkripciju. MRNS satur kodēšanas informāciju olbaltumvielu veidošanai. Atšķirībā no DNS, RNS ir viena virkne un nav spirālveida. Dezoksiribozes vietā tas satur ribozi, un tā nukleotīdu bāzes atšķiras ar to, ka timīna (T) vietā ir uracils (U).
Sākumā fermentam RNS polimerāzei jāsamontē pre-mRNS molekula, kas papildina vienas DNS divu virkņu daļu. Tā kā mērķis nav replikācija, bet olbaltumvielu sintēze, kopēšana jāveic tikai vienā DNS virknē. RNS polimerāze vispirms piestiprinās pie DNS dubultās spirāles un darbojas ar olbaltumvielām, ko sauc par transkripcijas faktoriem, lai noteiktu, kura informācija jāpārraksta. RNS polimerāze un transkripcijas faktori saistās ar šo DNS virkni, ko sauc par veidnes virkni.
RNS polimerāzes un transkripcijas faktoru vienība pārvietojas pa virkni 3 ’līdz 5’ (3 no 5 līdz 5 prime) virzienā un veido jaunu mRNS virkni ar komplementāriem bāzes pāriem. RNS polimerāze pagarina mRNS ar papildu nukleotīdiem. MRNS komplementāri nukleotīdi tomēr atšķiras no DNS ar to, ka uracils aizstāj timīnu. MRNS darbojas no 5 ’līdz 3’ (5 no 3 līdz 3) virzienā. Pēc pagarinājuma beigām mRNS atdalās no DNS matricas virknes. Tad mRNS kalpo vai nu šūna lomā šūnā, vai arī to izmanto olbaltumvielu veidošanā vai tulkošanā.
Tulkojums
Nesen samontētā mRNS var sākt tulkot. Tulkošana nozīmē mRNS lasīšanu, lai radītu jaunus proteīnus. Kodoni, secība triju mRNS nukleotīdu A, C, G vai U kombinācijās veido aminoskābes. Ribosomas, šūnu olbaltumvielu ražošanas vienības, strādā, lai izveidotu jaunus proteīnus no šo aminoskābju ķēdēm.
Veidnes daļa
DNS virkni, no kuras tiek veidota mRNS, sauc par veidnes virkni, jo tā kalpo kā šablons transkripcijai. To sauc arī par antisense virkni. Veidnes virkne iet 3–5 ’virzienā.
Kodēšanas virziens
DNS virkni, kas netiek izmantota kā transkripcijas veidne, sauc par kodēšanas virkni, jo tā atbilst tai pašai secībai kā mRNS, kurā būs kodonu secības, kas nepieciešamas, lai izveidotu olbaltumvielas. Vienīgā atšķirība starp kodējošo virkni un jauno mRNS virkni ir timīna vietā, uracils ieņem savu vietu mRNS virknē. Kodējošo virkni sauc arī par jēgas virkni. Kodēšanas virkne iet no 5 ’līdz 3’ virzienā.
Divkāršie transkripcijas un tulkošanas procesi nevarētu noritēt bez DNS dubultās spirāles divvirzienu rakstura.