Kā darbojas DNS tulkošana?

Ģenētiskā koda tulkošana no tā dezoksiribonukleīnskābes formas, kas sastāv no četru atkārtotu burtu ķēdes, uz proteīna galaproduktu, kas sastāv no aminoskābēm, ir labi saprotams process. Viens veids, kā aprakstīt procesu, ir iedomāties, ka viena hromosomas virkne ir kā grāmatu plaukts, kas piepildīts ar svešvalodā rakstītām grāmatām. Tulkotājs var paņemt no plaukta vienu grāmatu un sākt kodu pierakstīt uz papīra. Pēc tam viņš tulko svešās rakstzīmes lasītājam saprotamos vārdos. Tad lasītājs turpina veidot noderīgu projektu, pamatojoties uz iztulkotajām instrukcijām.

•••Comstock / Comstock / Getty Images

DNS sastāv no divām polinukleotīdu ķēdēm, kas apvilktas ap otru dubultā spirālē. Katram abu ķēžu nukleotīdam piemīt slāpekļa bāze. Katra bāze ir piesaistījusi adenīna (A), citozīna (C), guanīna (G) vai timīna (T) molekulu. Abas polinukleotīdu ķēdes savstarpēji saistās, izmantojot vājas ūdeņraža saites starp C un G savienotajām molekulām un A un T savienotajām molekulām. Šī unikālā C-G / A-T saistīšana ļauj DNS virknēm īslaicīgi atdalīties, savukārt ferments dubulto spirāli izvelk atsevišķu virkņu sekcijās, lai transkripcijas veiktu kurjera RNS virknēs.

Messenger RNS (mRNS) virkne ir precīza vienas DNS virknes kopija, izņemot to, ka katrs timīns (T) tiek aizstāts ar uracila (U) molekulu. MRNS molekulu ķēde, kas sastāv no G, CA un U molekulām, ir sakārtota tripleta kodā, piemēram, CAC, UUA un CUG. Šī tripletu kodu secība ir DNS sekvences GTGAATGAC kopija. Trīs burtu kods vēlāk tiek pārveidots par olbaltumvielu ar īpašiem RNS / olbaltumvielu kompleksiem, kas atpazīst trīs burtu kodu un izveido kodam atbilstošu aminoskābju virkni. Piemēram, mRNS kods AUG tiek saskaņots ar amionskābi metionīnu.

Transkripcija notiek, kad RNS polimerāzes ferments brauc pa noteiktu DNS virknes noteiktu reģionu un sintezē (transkribē) mRNS kopiju. Parasti mRNS virkne tiek modificēta, to ar īpaša enzīma palīdzību sagriežot vairākos konkrētos punktos un pēc tam atkal apvienojot īsākā mRNS virknē, kas kodēs funkcionālo proteīnu. Tāpēc sākotnējā kodējošā DNS virkne netiek tieši pārveidota olbaltumvielā, bet tai jāiziet modifikācijas posms kā mRNS, lai noņemtu bezjēdzīgas sekvences, kas nekodē gēnu.

Tulkošana ir pēdējais solis, lai DNS sekvenci pārveidotu funkcionālā proteīnā. RNS / olbaltumvielu kompleksa molekulas, ko sauc par "ribosomām", piesaista modificēto mRNS virkni un pārveido virkni olbaltumvielu molekulu ķēdē. Tas tiek panākts, pārnesot RNS (tRNS) molekulas, kas specifiskas aminoskābes pārnes uz ribosomām, kur trīs burtu kodi tiek nolasīti un saskaņoti ar specifiskām aminoskābēm. Kad aminoskābju ķēde ir sintezēta, tā parasti automātiski salocās konformācijā, kas padara to funkcionālu. Tāpēc viena DNS mutācija var būt katastrofāla. DNS mutācija tiek pārrakstīta trīs burtu mRNS kodā, kas savukārt kodē nepareizo aminoskābi. Tas neļauj galīgajai aminoskābju ķēdei pareizi salocīties funkcionālā proteīnā.