Было бы трудно закончить начальную школу, не услышав о том, что ДНК является «планом жизни». Он есть почти в каждой клетке почти каждого живого существа на Земле. ДНК, дезоксирибонуклеиновая кислота, содержит всю информацию, необходимую для построения дерева из семени, двух родственных бактерий от одного родителя и человека из зиготы. Детали того, как он управляет этими сложными процессами, связаны с нуклеотидной последовательностью в ДНК - упорядочены в виде трехсегментного кода, который определяет, как строятся белки. Это делается поэтапно: ДНК создает РНК, затем РНК создает белки.
Основания в ДНК
С ДНК связано много терминологии, но изучение нескольких важных терминов может помочь вам понять концепции. ДНК состоит из четырех различных оснований: аденина, гуанина, тимина и цитозина, обычно обозначаемых как A, G, T и C. Иногда люди будут ссылаться на четыре разных нуклеозида или нуклеотида в ДНК, но это лишь немного разные версии оснований. Важным является последовательность A, G, T и C в цепи ДНК, потому что это порядок тех оснований, которые содержат код ДНК. ДНК обычно имеет двухцепочечную форму с двумя длинными молекулами, намотанными друг на друга.
Создание РНК
Конечная цель кодирования ДНК - создавать белки, но ДНК не производит белки напрямую. Вместо этого он производит различные типы РНК, из которых затем будет производиться белок. РНК чем-то похожа на ДНК - у нее очень похожие структуры, за исключением того, что она почти всегда существует в виде одинарной цепи, а не двойной цепи. Важно то, что РНК построена по образцу, существующему в ДНК, с одним отличием: там, где в ДНК есть тимин, «Т», в РНК есть урацил, «U».
Синтез белка
В производстве белков участвует много разных молекул, но основная работа выполняется двумя разными типами молекул РНК. Один из них называется мРНК и состоит из длинных цепей, содержащих код для построения белка. Другой называется тРНК. Молекула тРНК намного меньше, и у нее одна задача: переносить аминокислоты в молекулу мРНК. ТРНК выстраивается на мРНК в соответствии с паттерном оснований на мРНК - порядком сегментов C, G, A и U. ТРНК подходит к мРНК только одним способом, что означает, что аминокислоты, переносимые тРНК, также будут выстраиваться в линию только одним способом. Порядок этих аминокислот - вот что создает белок.
Кодоны
В РНК четыре различных основания. Если каждое основание соответствует только одной отдельной аминокислоте, то может быть только четыре разных аминокислоты. Но белки состоят из 20 аминокислот. Это работает, потому что каждая тРНК - молекулы, несущие аминокислоты - соответствует определенному порядку из трех оснований на мРНК. Например, если мРНК имеет последовательность из трех оснований CCU, то единственная тРНК, которая подходит для этого места, должна нести аминокислоту пролин. Эти трехосновные последовательности называются кодонами. Кодоны несут всю информацию, необходимую для создания белков.
Знаки запуска и остановки
Молекулы ДНК очень длинные. Одна молекула ДНК может образовывать множество различных молекул РНК, которые затем производят множество разных белков. Часть информации о длинных молекулах ДНК состоит из сигналов или указателей, показывающих, где цепь РНК должна начинаться и останавливаться. Таким образом, последовательность ДНК содержит два разных типа информации: трехосновные кодоны, которые говорят РНК, как поставить аминокислоты вместе в белке и отдельные контрольные сигналы, которые показывают, где должна начинаться молекула РНК и останавливаться.