Als u aan uw genetisch materiaal denkt, stelt u zich waarschijnlijk de genen voor die verantwoordelijk zijn voor uw oogkleur of uw lengte. Hoewel je DNA zeker aspecten van je uiterlijk bepaalt, codeert het ook voor alle moleculen die ervoor zorgen dat je lichaamssystemen kunnen functioneren. Het synthetiseren van die moleculen vereist een tussenpersoon om de DNA-blauwdruk uit de kern en in de rest van de cel te dragen. Die belangrijke taak behoort tot boodschapper-RNA.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Dubbelstrengs DNA bevat basen (A, T, G en C) die altijd in dezelfde paren binden (A-T en G-C). Tijdens transcriptie reist RNA-polymerase langs de DNA-matrijsstreng en codeert voor een korte, enkelstrengs boodschapper-RNA dat overeenkomt met de coderende DNA-streng met een vijfde base (U) in de plaats van elke T Een DNA-coderende strengsequentie AGCAATC paren met DNA-matrijsstrengsequentie TCGTTAG. De mRNA-sequentie AGCAAUC komt overeen met de coderende strengsequentie met de U/T-verandering.
Wat is transcriptie?
Het transcriptieproces zorgt ervoor dat een enzym, RNA-polymerase genaamd, zich aan je DNA kan binden en de waterstofbruggen die de twee strengen bij elkaar houden los kan maken. Dit vormt een bel van open DNA van ongeveer tien basen lang. Terwijl het enzym door deze kleine DNA-sequentie beweegt, leest het de code en produceert het een korte streng boodschapper-RNA (mRNA) die overeenkomt met de coderende streng van je DNA. Het mRNA reist dan uit de kern en brengt dat stukje van je genetische code naar het cytoplasma waar de code kan worden gebruikt om moleculen zoals eiwitten te bouwen.
Basisparen begrijpen
De eigenlijke codering van het mRNA-transcript is heel eenvoudig. DNA bevat vier basen: adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C). Omdat DNA dubbelstrengs is, houden de strengen bij elkaar waar de basenpaar is. A hoort altijd bij T en G hoort altijd bij C.
Wetenschappers noemen de twee strengen van je DNA de coderende streng en de sjabloonstreng. RNA-polymerase bouwt het mRNA-transcript op met behulp van de matrijsstreng. Om te visualiseren, stel je voor dat je coderende streng AGCAATC leest. Aangezien de matrijsstreng basenparen moet bevatten die precies binden met de coderende streng, luidt de matrijs TCGTTAG.
Het bouwen van mRNA-transcripties
mRNA bevat echter een essentieel verschil in de volgorde: in plaats van elke thymine (T) bevat mRNA een uracil (U)-substitutie. Thymine en uracil zijn bijna identiek. Wetenschappers geloven dat de A-T-binding verantwoordelijk is voor de vorming van de dubbele helix; aangezien mRNA slechts één kleine streng is en niet hoeft te draaien, maakt deze vervanging de overdracht van informatie gemakkelijker voor de machinerie van uw cel.
Kijkend naar de eerdere sequentie, zou een mRNA-transcript dat is geconstrueerd met behulp van de sjabloonstreng lezen: AGCAAUC omdat het de basen bevat die paren met de matrijsstreng van het DNA (met de uracil vervanging). Als je de coderende streng (AGCAATC) vergelijkt met dit transcript (AGCAAUC), kun je zien dat ze precies hetzelfde zijn, behalve de thymine/uracil-verandering. Wanneer het mRNA het cytoplasma in reist om deze blauwdruk af te leveren, komt de code die het draagt overeen met de oorspronkelijke coderende sequentie.
Waarom transcriptie belangrijk is
Soms krijgen studenten opdrachten waarin ze worden gevraagd de volgordeveranderingen uit het coderen op te schrijven streng naar sjabloonstreng naar mRNA, waarschijnlijk als een manier om de leerling te helpen het proces van transcriptie. In het echte leven is het begrijpen van deze sequenties cruciaal omdat zelfs extreem kleine veranderingen (zoals een enkele basensubstitutie) het gesynthetiseerde eiwit kunnen veranderen. Soms herleiden wetenschappers menselijke ziekten zelfs tot deze kleine veranderingen of mutaties. Hierdoor kunnen wetenschappers ziekten bij de mens bestuderen en onderzoeken hoe processen zoals transcriptie en eiwitsynthese werken.
Je DNA is verantwoordelijk voor voor de hand liggende kenmerken zoals oogkleur of lengte, maar ook voor de moleculen die je lichaam bouwt en gebruikt. Het leren van de sequentieveranderingen van coderend DNA naar matrijs-DNA naar mRNA is de eerste stap om te begrijpen hoe deze processen werken.