Deoksyribonukleinsyre, mest kjent som DNA, er det som brukes som cellelivets genetiske materiale. Det er DNA som inneholder alle genene våre som gjør oss til den vi er. Det er proteinene som er laget av disse genene som lar cellene våre fungere, som gir oss hårfarge, som hjelper oss å vokse og utvikle oss, bekjempe infeksjoner osv.
Men forteller DNA virkelig cellene våre hvilke proteiner vi skal lage? Svaret er ja og Nei.
Selv om DNA koder for informasjonen som trengs for å lage proteiner, er selve DNAet bare tegningen for proteiner. For at informasjonen kodet i DNA skal bli et protein, må den først være det transkribert inn i mRNA og så oversatt ved ribosomer for å skape proteinet.
Det er denne prosessen som skapte det som er kjent som genetikkens sentrale dogme: DNA ➝ RNA ➝ Protein
Deoksyribonukleinsyre (DNA) er tegningen
DNA er det genetiske materialet som brukes av alle cellulære liv og består av underenheter som kalles nukleotider.
Disse underenhetene består hver av tre deler:
- Fosfatgruppe
- Deoxyribose sukker
- Nitrogen base
Det er fire forskjellige nitrogenholdige baser: adenin (A), tymin (T), guanin (C) og cytosin (C). Adenin pares alltid med tymin og guanin parres alltid med cytosin.
DNA er en type nukleinsyre det består av disse individuelle nukleotidunderenhetene som kommer sammen for å danne to tråder. Fosfater og sukker danner ryggraden i DNA-strengene. De to strengene holdes sammen av hydrogenbindinger som dannes mellom de nitrogenholdige basene.
Det er disse nitrogenholdige basene som inneholder koden for proteiner. Det er den spesifikke rekkefølgen til nitrogenholdige baser, også kjent som DNA-sekvensen, som er som et fremmed språk som kan oversettes til en proteinsekvens. Hver lengde på DNA som utgjør "instruksjonene" for et protein kalles a gen.
Transkripsjon til mRNA
Så hvor begynner proteinproduksjonen? Teknisk sett begynner det med transkripsjon.
Transkripsjon skjer når et enzym kalt RNA-polymerase "leser" en DNA-sekvens og gjør den til en komplementær tilsvarende streng av mRNA. mRNA står for "messenger RNA" fordi det fungerer som budbringeren, eller mellommannen, mellom DNA-koden og det eventuelle proteinet.
MRNA-strengen er komplementær til DNA-strengen den kopierer, bortsett fra at i stedet for tymin, bruker RNA uracil (U) for å komplementere adenin. Når denne strengen er kopiert, er den kjent som pre-mRNA-strengen.
Før mRNA forlater kjernenblir ikke-kodende sekvenser kalt "introner" tatt ut av sekvensen. Det som er igjen, kjent som exons, kombineres deretter sammen for å danne den endelige mRNA-sekvensen.
Dette mRNA forlater kjernen og finner et ribosom, som er stedet for proteinsyntese. I prokaryote celler, det er ingen kjerne. Transkripsjon av mRNA forekommer i cytoplasma og skjer samtidig.
mRNA blir deretter oversatt til proteiner ved ribosomer
Når mRNA-transkripsjonen er laget, tar den veien til et ribosom. Ribosomer er kjent som proteinfabrikken til cellen siden den er her hvor proteinproduktet faktisk er syntetisert.
mRNA består av trillinger av baser, som kalles "kodoner". Hver kodon tilsvarer en aminosyre i en aminosyrekjede (aka et protein). Dette er hvor "oversettelse"av mRNA-koden skjer via overførings-RNA (tRNA).
Når mRNA blir matet gjennom ribosom, samsvarer hvert kodon med et antikodon (den komplementære sekvensen til kodonet) på et tRNA-molekyl. Hvert tRNA-molekyl bærer en spesifikk aminosyre som tilsvarer hvert kodon. For eksempel er AUG et kodon som tilsvarer aminosyren metionin.
Når kodonet på mRNA samsvarer med antikodonet på en tRNAat aminosyre tilsettes den voksende aminosyrekjeden. Når aminosyren er tilsatt kjeden, kommer tRNA ut av ribosomet for å gi plass til neste mRNA og tRNA-samsvar.
Dette fortsetter og aminosyrekjeden vokser til hele mRNA-transkriptet er oversatt og proteinet er syntetisert.