Deoxyribonucleïnezuur, het meest bekend als: DNA, is wat wordt gebruikt als genetisch materiaal van het cellulaire leven. Het is DNA dat al onze genen bevat die ons maken tot wie we zijn. Het zijn de eiwitten die uit deze genen worden gemaakt die onze cellen in staat stellen te functioneren, die ons onze haarkleur geven, die ons helpen groeien en ontwikkelen, infecties bestrijden, enz.
Maar vertelt DNA onze cellen echt welke eiwitten ze moeten maken? Het antwoord is Ja en Nee.
Hoewel DNA codeert voor de informatie die nodig is om eiwitten te maken, is het DNA zelf slechts de blauwdruk voor eiwitten. Om ervoor te zorgen dat de informatie die in het DNA is gecodeerd een eiwit wordt, moet het eerst worden getranscribeerd in mRNA en dan vertaald bij ribosomen om het eiwit te maken.
Het is dit proces dat heeft geleid tot wat bekend staat als het centrale dogma van de genetica: DNA ➝ RNA ➝ Eiwit
Deoxyribonucleïnezuur (DNA) is de blauwdruk
DNA is het genetische materiaal dat door al het cellulaire leven wordt gebruikt en bestaat uit subeenheden die nucleotiden.
Deze subeenheden bestaan elk uit drie delen:
- Fosfaat groep
- Deoxyribose suiker
- Stikstofbasis
Er zijn vier verschillende stikstofbasen: adenine (A), thymine (T), guanine (C) en cytosine (C). Adenine gaat altijd samen met thymine en guanine gaat altijd samen met cytosine.
DNA is een soort Nucleïnezuur die bestaat uit deze individuele nucleotide-subeenheden die samenkomen om twee strengen te vormen. De fosfaten en suikers vormen de ruggengraat van de DNA-strengen. De twee strengen worden bij elkaar gehouden door waterstofbruggen die zich vormen tussen de stikstofbasen.
Het zijn deze stikstofbasen die de code voor eiwitten bevatten. Het is de specifieke volgorde van de stikstofbasen, ook bekend als de DNA-sequentie, die als een vreemde taal kan worden vertaald in een eiwitsequentie. Elke lengte van DNA die de "instructies" voor een eiwit vormt, wordt a. genoemd gen.
Transcriptie in mRNA
Dus waar begint de eiwitproductie? Technisch gezien begint het met: transcriptie.
Transcriptie vindt plaats wanneer een enzym genaamd RNA-polymerase een DNA-sequentie "leest" en deze verandert in een complementaire overeenkomstige mRNA-streng. mRNA staat voor "messenger-RNA" omdat het dient als de boodschapper, of de tussenpersoon, tussen de DNA-code en het uiteindelijke eiwit.
De mRNA-streng is complementair aan de DNA-streng die hij kopieert, behalve dat RNA in plaats van thymine uracil (U) gebruikt om adenine aan te vullen. Zodra deze streng is gekopieerd, staat deze bekend als de pre-mRNA-streng.
voor de mRNA verlaat de kernworden niet-coderende sequenties die "introns" worden genoemd, uit de sequentie gehaald. Wat overblijft, bekend als exons, wordt vervolgens gecombineerd om de uiteindelijke mRNA-sequentie te vormen.
Dit mRNA verlaat vervolgens de kern en vindt een ribosoom, de plaats van eiwitsynthese. In prokaryotische cellen, er is geen kern. Transcriptie van mRNA vindt plaats in de cytoplasma en gebeurt gelijktijdig.
mRNA wordt vervolgens vertaald in eiwitten bij ribosomen
Zodra het mRNA-transcript is gemaakt, vindt het zijn weg naar een ribosoom. Ribosomen staan bekend als de eiwitfabriek van de cel, omdat hier het eiwitproduct daadwerkelijk wordt gesynthetiseerd.
mRNA bestaat uit drietallen van basen, die 'codons' worden genoemd. Elk codon komt overeen met één aminozuur in een aminozuurketen (ook wel een eiwit genoemd). Dit is waar "vertaling" van de mRNA-code gebeurt via transfer-RNA (tRNA).
Omdat het mRNA door de ribosoom, komt elk codon overeen met een anticodon (de complementaire sequentie van het codon) op een tRNA-molecuul. Elk tRNA-molecuul draagt een specifiek aminozuur dat overeenkomt met elk codon. AUG is bijvoorbeeld een codon dat overeenkomt met het aminozuur methionine.
Wanneer het codon op het mRNA overeenkomt met het anticodon op a tRNA, dat aminozuur wordt toegevoegd aan de groeiende aminozuurketen. Zodra het aminozuur aan de keten is toegevoegd, verlaat het tRNA het ribosoom om ruimte te maken voor de volgende mRNA- en tRNA-match.
Dit gaat door en de aminozuurketen groeit totdat het volledige mRNA-transcript is vertaald en het eiwit is gesynthetiseerd.