Do czego koduje sekwencja nukleotydowa DNA?

Trudno byłoby przejść przez szkołę podstawową, nie słysząc o tym, że DNA jest „planem życia”. Znajduje się w prawie każdej komórce prawie każdej żywej istoty na Ziemi. DNA, kwas dezoksyrybonukleinowy, zawiera wszystkie informacje niezbędne do zbudowania drzewa z nasiona, dwoje rodzeństwa bakterii z jednego rodzica i człowieka z zygoty. Szczegóły, w jaki sposób kieruje tymi złożonymi procesami, są połączone z sekwencją nukleotydów w DNA – uporządkowaną w trzysegmentowym kodzie, który definiuje sposób budowy białek. Robi to krok po kroku: DNA buduje RNA, a następnie RNA buduje białka.

Istnieje wiele terminologii związanej z DNA, ale poznanie kilku ważnych terminów może pomóc w zrozumieniu pojęć. DNA jest zbudowany z czterech różnych zasad: adeniny, guaniny, tyminy i cytozyny, zwykle w skrócie A, G, T i C. Czasami ludzie będą odnosić się do czterech różnych nukleozydów lub nukleotydów w DNA, ale są to tylko nieco inne wersje zasad. Ważną rzeczą jest sekwencja A, G, T i C w nici DNA, ponieważ to kolejność tych zasad zawiera kod DNA. DNA ma zwykle postać dwuniciową, z dwiema długimi cząsteczkami owiniętymi wokół siebie.

Ostatecznym celem kodowania DNA jest tworzenie białek, ale DNA nie wytwarza białek bezpośrednio. Zamiast tego wytwarza różne rodzaje RNA, które następnie tworzą białko. RNA wygląda jak DNA - ma bardzo podobne struktury, z tym że prawie zawsze istnieje jako pojedyncza nić zamiast podwójnej nici. Ważną rzeczą jest to, że RNA jest zbudowany z wzorca, który istnieje w DNA z jedną różnicą: gdzie DNA ma tyminę, „T”, RNA ma uracyl, „U”.

W tworzenie białek zaangażowanych jest wiele różnych cząsteczek, ale podstawową pracę wykonują dwa różne rodzaje cząsteczek RNA. Jeden nazywa się mRNA i składa się z długich nici zawierających kod do budowy białka. Drugi nazywa się tRNA. Cząsteczka tRNA jest znacznie mniejsza i ma jedno zadanie: przenosić aminokwasy do cząsteczki mRNA. tRNA układa się na mRNA zgodnie ze wzorem zasad na mRNA – kolejność segmentów C, G, A i U. tRNA pasuje do mRNA tylko w jeden sposób, co oznacza, że ​​aminokwasy przenoszone przez tRNA będą się układać tylko w jeden sposób. Kolejność tych aminokwasów jest tym, co tworzy białko.

W RNA są cztery różne zasady. Jeśli każda zasada pasowałaby tylko do jednego oddzielnego aminokwasu, to mogły być tylko cztery różne aminokwasy. Ale białka zbudowane są z 20 aminokwasów. To działa, ponieważ każdy tRNA – cząsteczki, które niosą aminokwasy – pasuje do określonej kolejności trzech zasad w mRNA. Na przykład, jeśli mRNA ma sekwencję trzech zasad CCU, to jedyne tRNA, które zmieści się w tym miejscu, musi zawierać aminokwas prolinę. Te trzy-zasadowe sekwencje nazywane są kodonami. Kodony niosą wszystkie informacje niezbędne do wytworzenia białek.

Cząsteczki DNA są bardzo długie. Pojedyncza cząsteczka DNA może tworzyć wiele różnych cząsteczek RNA, które następnie tworzą wiele różnych białek. Część informacji o długich cząsteczkach DNA składa się z sygnałów lub drogowskazów wskazujących, gdzie nić RNA powinna się zaczynać i kończyć. Tak więc sekwencja DNA zawiera dwa różne typy informacji: trzyzasadowe kodony, które mówią RNA, jak umieścić to aminokwasy razem w białku i oddzielne sygnały kontrolne, które pokazują, gdzie powinna zaczynać się cząsteczka RNA i zatrzymać.