Het tweestrengige, dubbele helixvormige molecuul desoxyribonucleïnezuur (DNA) slaat de genetische code op voor de meeste organismen. DNA bevat niet alleen genetische instructies voor celdeling en voortplanting, maar fungeert ook als basis voor duizenden eiwitten. Dit brengt twee processen met zich mee: transcriptie en translatie.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Voor eiwitsynthese moet boodschapper-RNA worden gemaakt van één DNA-streng die de sjabloonstreng wordt genoemd. De andere streng, de coderende streng genoemd, komt in volgorde overeen met het boodschapper-RNA, behalve het gebruik van uracil in plaats van thymine.
Transcriptie
Voor eiwitsynthese moet DNA eerst worden gekopieerd naar messenger-ribonucleïnezuur of mRNA. Dit proces wordt transcriptie genoemd. Het mRNA bevat de coderende informatie om eiwitten te maken. In tegenstelling tot DNA is RNA enkelstrengs en niet spiraalvormig. Het bevat ribose in plaats van deoxyribose en de nucleotidebasen verschillen doordat het uracil (U) heeft in plaats van thymine (T).
Aanvankelijk moet het enzym RNA-polymerase het pre-mRNA-molecuul samenstellen dat een deel van de twee strengen van één DNA aanvult. Aangezien het doel niet replicatie maar eiwitsynthese is, hoeft slechts één DNA-streng te worden gekopieerd. De RNA-polymerase hecht zich eerst aan de dubbele helix van DNA en werkt met eiwitten die transcriptiefactoren worden genoemd, om te bepalen welke informatie moet worden getranscribeerd. De RNA-polymerase en transcriptiefactoren binden aan deze DNA-streng, de matrijsstreng genoemd.
De eenheid van RNA-polymerase en transcriptiefactoren beweegt langs de streng in een richting van 3' naar 5' (3 prime naar 5 prime) en maakt een nieuwe mRNA-streng met complementaire basenparen. RNA-polymerase bouwt het mRNA op met extra nucleotiden in verlenging. De complementaire nucleotiden in mRNA verschillen echter van DNA doordat uracil thymine vervangt. Het mRNA loopt in een richting van 5' naar 3' (5 prime naar 3 prime). Nadat de verlenging stopt, scheidt mRNA zich in terminatie van de DNA-matrijsstreng. Dan dient mRNA ofwel in een rol van boodschapper in de cel, ofwel wordt het gebruikt bij eiwitvorming of translatie.
Vertaling
Het nieuw samengestelde mRNA kan met translatie beginnen. Translatie houdt in dat het mRNA wordt gelezen om nieuwe eiwitten te genereren. Codons, sequenties in combinaties van drie van de mRNA-nucleotiden A, C, G of U vormen aminozuren. Ribosomen, de eiwitvormende eenheden van cellen, werken om nieuwe eiwitten te bouwen uit ketens van die aminozuren.
Sjabloon Strand
De DNA-streng waaruit mRNA is opgebouwd, wordt de matrijsstreng genoemd omdat deze dient als een matrijs voor transcriptie. Het wordt ook wel de antisense streng genoemd. De sjabloonstreng loopt in een richting van 3 'naar 5'.
Coderingsstreng
De DNA-streng die niet als sjabloon voor transcriptie wordt gebruikt, wordt de coderende streng genoemd, omdat komt overeen met dezelfde sequentie als het mRNA dat de codonsequenties zal bevatten die nodig zijn om te bouwen eiwitten. Het enige verschil tussen de coderende streng en de nieuwe mRNA-streng is dat in plaats van thymine uracil zijn plaats inneemt in de mRNA-streng. De coderende streng wordt ook wel de sense streng genoemd. De coderende streng loopt in een richting van 5' naar 3'.
De dubbele processen van transcriptie en translatie zouden niet kunnen doorgaan zonder de dubbelstrengige aard van de dubbele DNA-helix.
