Dwuniciowa cząsteczka kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) w kształcie podwójnej helisy przechowuje kod genetyczny większości organizmów. DNA zawiera nie tylko instrukcje genetyczne dotyczące podziału i rozmnażania komórek, ale także stanowi podstawę tysięcy białek. Pociąga to za sobą dwa procesy: transkrypcję i translację.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Do syntezy białek, informacyjne RNA musi być wykonane z jednej nici DNA zwanej nicią matrycową. Druga nić, zwana nicią kodującą, odpowiada sekwencji informacyjnego RNA, z wyjątkiem zastosowania uracylu zamiast tyminy.
Transkrypcja
W celu syntezy białek, DNA musi być najpierw skopiowane do matrycowego kwasu rybonukleinowego, czyli mRNA. Ten proces nazywa się transkrypcją. mRNA zawiera informacje kodujące do tworzenia białek. W przeciwieństwie do DNA, RNA ma kształt jednoniciowy, a nie spiralny. Zawiera rybozę zamiast dezoksyrybozy, a jego zasady nukleotydowe różnią się tym, że zawierają uracyl (U) zamiast tyminy (T).
Początkowo enzym polimeraza RNA musi złożyć cząsteczkę pre-mRNA, która uzupełnia odcinek dwóch nici jednego DNA. Ponieważ celem nie jest replikacja, ale synteza białek, kopiowanie wymaga tylko jednej nici DNA. Polimeraza RNA najpierw przyłącza się do podwójnej helisy DNA i współpracuje z białkami zwanymi czynnikami transkrypcyjnymi, aby określić, jakie informacje wymagają transkrypcji. Polimeraza RNA i czynniki transkrypcyjne wiążą się z tą nicią DNA, zwaną nicią matrycową.
Jednostka polimerazy RNA i czynników transkrypcyjnych porusza się wzdłuż nici w kierunku 3’ do 5’ (3 prim do 5 prim) i tworzy nową nić mRNA z komplementarnymi parami zasad. Polimeraza RNA buduje mRNA z dodatkowymi nukleotydami w procesie wydłużania. Komplementarne nukleotydy w mRNA różnią się jednak od DNA tym, że uracyl zastępuje tyminę. mRNA biegnie w kierunku 5’ do 3’ (5 prim do 3 prim). Po zakończeniu wydłużania mRNA oddziela się na końcu od matrycowej nici DNA. Wówczas mRNA pełni albo rolę przekaźnika w komórce, albo jest wykorzystywane do tworzenia białek lub translacji.
Tłumaczenie
Nowo złożone mRNA może rozpocząć translację. Translacja obejmuje odczytywanie mRNA w celu wygenerowania nowych białek. Kodony, sekwencje w kombinacjach trzech nukleotydów mRNA A, C, G lub U tworzą aminokwasy. Rybosomy, komórki tworzące białka, pracują nad budową nowych białek z łańcuchów tych aminokwasów.
Wiązka szablonowa
Nić DNA, z której zbudowany jest mRNA, nazywana jest nicią matrycową, ponieważ służy jako matryca do transkrypcji. Jest również nazywany nicią antysensowną. Pasmo szablonu biegnie w kierunku od 3’ do 5’.
Kodowanie nici
Nić DNA, która nie jest używana jako matryca do transkrypcji, nazywana jest nicią kodującą, ponieważ odpowiada tej samej sekwencji co mRNA, który będzie zawierał sekwencje kodonów niezbędne do zbudowania białka. Jedyną różnicą między nicią kodującą a nową nicią mRNA jest to, że zamiast tyminy uracyl zajmuje jej miejsce w nici mRNA. Nić kodująca nazywana jest również nicią sensowną.? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? Nić kodująca biegnie w kierunku od 5 do 3 stóp.
Podwójne procesy transkrypcji i translacji nie mogłyby przebiegać bez dwuniciowej natury podwójnej helisy DNA.