Kiedy myślisz o swoim materiale genetycznym, prawdopodobnie wyobrażasz sobie geny odpowiedzialne za kolor oczu lub wzrost. Chociaż twoje DNA z pewnością determinuje aspekty twojego wyglądu, koduje również wszystkie cząsteczki, które umożliwiają funkcjonowanie twojego organizmu. Synteza tych cząsteczek wymaga pośrednika, który przeniesie plan DNA z jądra do reszty komórki. Ta ważna praca należy do posłańca RNA.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Dwuniciowy DNA zawiera zasady (A, T, G i C), które zawsze łączą się w tych samych parach (A-T i G-C). Podczas transkrypcji polimeraza RNA przemieszcza się wzdłuż nici matrycy DNA, kodując krótki, jednoniciowy informacyjny RNA, który pasuje do nici kodującej DNA z piątą zasadą (U) podstawioną przez co T. Sekwencja nici kodującej DNA AGCAATC łączy się z sekwencją DNA matrycy TCGTTAG. Sekwencja mRNA AGCAAUC pasuje do sekwencji nici kodującej ze zmianą U/T.
Co to jest transkrypcja?
Proces transkrypcji umożliwia enzymowi zwanemu polimerazą RNA wiązanie się z twoim DNA i rozpinanie wiązań wodorowych, które łączą ze sobą dwie nici. Tworzy to bańkę otwartego DNA o długości około dziesięciu zasad. Gdy enzym przesuwa się w dół tej małej sekwencji DNA, odczytuje kod i wytwarza krótką nić informacyjnego RNA (mRNA), która pasuje do nici kodującej twojego DNA. Następnie mRNA wędruje z jądra, przenosząc ten fragment kodu genetycznego do cytoplazmy, gdzie kod może być wykorzystany do budowy cząsteczek, takich jak białka.
Zrozumienie par zasad
Rzeczywiste kodowanie transkryptu mRNA jest bardzo proste. DNA zawiera cztery zasady: adeninę (A), tyminę (T), guaninę (G) i cytozynę (C). Ponieważ DNA jest dwuniciowy, nici trzymają się razem w miejscu parowania zasad. A zawsze paruje się z T, a G zawsze paruje z C.
Naukowcy nazywają dwie nici twojego DNA nicią kodującą i nicią matrycową. Polimeraza RNA buduje transkrypt mRNA przy użyciu nici matrycowej. Aby zwizualizować, wyobraź sobie, że twoja nić kodująca brzmi AGCAATC. Ponieważ nić matrycy musi zawierać pary zasad, które wiążą się dokładnie z nicią kodującą, matryca odczytuje TCGTTAG.
Budowanie transkrypcji mRNA
Jednak mRNA zawiera zasadniczą różnicę w swojej sekwencji: zamiast każdej tyminy (T) mRNA zawiera podstawienie uracylem (U). Tymina i uracyl są prawie identyczne. Naukowcy uważają, że wiązanie AT jest odpowiedzialne za tworzenie podwójnej helisy; ponieważ mRNA to tylko jedna mała nić i nie musi się skręcać, ta substytucja ułatwia transfer informacji do maszynerii twojej komórki.
Patrząc na wcześniejszą sekwencję, transkrypt mRNA skonstruowany przy użyciu nici matrycowej mógłby brzmieć AGCAAUC, ponieważ zawiera zasady, które parują z nicią matrycową DNA (z uracylem podstawienie). Jeśli porównasz nić kodującą (AGCAATC) z tym transkryptem (AGCAAUC), zobaczysz, że są one dokładnie takie same, z wyjątkiem zmiany tyminy/uracylu. Kiedy mRNA wędruje do cytoplazmy, aby dostarczyć ten plan, kod, który przenosi, pasuje do oryginalnej sekwencji kodującej.
Dlaczego transkrypcja ma znaczenie
Czasami uczniowie otrzymują zadania z prośbą o zapisanie zmian sekwencji z kodowania nić do matrycy nić do mRNA, prawdopodobnie jako sposób na pomoc uczniowi w nauce procesu transkrypcja. W prawdziwym życiu zrozumienie tych sekwencji jest kluczowe, ponieważ nawet bardzo małe zmiany (takie jak podstawienie pojedynczej zasady) mogą zmienić zsyntetyzowane białko. Czasami naukowcy śledzą nawet ludzkie choroby z powrotem do tych drobnych zmian lub mutacji. Dzięki temu naukowcy mogą badać choroby człowieka i badać, jak działają procesy, takie jak transkrypcja i synteza białek.
Twoje DNA jest odpowiedzialne za oczywiste cechy, takie jak kolor oczu lub wzrost, ale także za cząsteczki, które buduje i wykorzystuje twoje ciało. Poznanie zmian sekwencji od kodującego DNA przez DNA matrycowe do mRNA jest pierwszym krokiem do zrozumienia, jak działają te procesy.