Na čo kóduje sekvencia nukleotidov DNA?

Bolo by ťažké sa dostať cez základnú školu bez toho, aby ste sa dopočuli o tom, ako je DNA „plánom života“. Nachádza sa takmer v každej bunke takmer každého živého tvora na Zemi. DNA, kyselina deoxyribonukleová, obsahuje všetky informácie potrebné na vytvorenie stromu zo semena, dve súrodenecké baktérie od jedného rodiča a človeka zo zygoty. Podrobnosti o tom, ako vedie tieto zložité procesy, sú spojené s nukleotidovou sekvenciou v DNA - sú usporiadané v trojsegmentovom kóde, ktorý definuje, ako sa vytvárajú proteíny. Robí to v krokoch: DNA vytvára RNA, potom RNA vytvára proteíny.

S DNA je spojených veľa terminológie, ale osvojenie si niekoľkých dôležitých pojmov vám môže pomôcť pochopiť tieto pojmy. DNA je zostavená zo štyroch rôznych báz: adenín, guanín, tymín a cytozín, zvyčajne skrátene A, G, T a C. Ľudia niekedy budú odkazovať na štyri rôzne nukleozidy alebo nukleotidy v DNA, ale jedná sa iba o trochu odlišné verzie báz. Dôležitá je sekvencia A, G, T a C v reťazci DNA, pretože to je poradie tých báz, ktoré obsahujú kód DNA. DNA bude zvyčajne v dvojvláknovej forme s dvoma dlhými molekulami stočenými okolo seba.

Konečným účelom kódovania DNA je tvorba proteínov, ale DNA nevytvára proteíny priamo. Namiesto toho vytvára rôzne typy RNA, ktoré potom vytvárajú proteín. Druh RNA vyzerá ako DNA - má veľmi podobné štruktúry, až na to, že takmer vždy existuje ako jeden reťazec namiesto dvojitého vlákna. Dôležité je, že RNA je zostavená zo vzorca, ktorý existuje v DNA, s jedným rozdielom: kde DNA má tymín, „T“ má RNA uracil a „U“.

Na tvorbe proteínov sa podieľa veľa rôznych molekúl, ale základnú prácu robia dva rôzne druhy molekúl RNA. Jedna sa nazýva mRNA a skladá sa z dlhých reťazcov, ktoré obsahujú kód na tvorbu proteínu. Druhá sa nazýva tRNA. Molekula tRNA je oveľa menšia a má jednu úlohu: prenášať aminokyseliny do molekuly mRNA. TRNA sa líši na mRNA podľa vzoru báz na mRNA - poradie segmentov C, G, A a U. TRNA zapadá na mRNA iba jedným spôsobom, čo znamená, že aminokyseliny nesené tRNA sa budú riadiť iba jedným spôsobom. Poradie týchto aminokyselín je to, čo vytvára proteín.

V RNA sú štyri rôzne bázy. Ak by každá báza zodpovedala iba jednej samostatnej aminokyseline, potom by mohli existovať iba štyri rôzne aminokyseliny. Ale bielkoviny sú tvorené z 20 aminokyselín. Funguje to, pretože každá tRNA - molekuly, ktoré prenášajú aminokyseliny - sa zhoduje so špecifickým poradím troch báz na mRNA. Napríklad, ak mRNA má trojbázovú sekvenciu CCU, potom jediná tRNA, ktorá sa zmestí na toto miesto, musí niesť aminokyselinový prolín. Tieto trojbázové sekvencie sa nazývajú kodóny. Kodóny nesú všetky informácie potrebné na výrobu bielkovín.

Molekuly DNA sú veľmi dlhé. Jedna molekula DNA môže vytvárať veľa rôznych molekúl RNA, ktoré potom vytvárajú veľa rôznych proteínov. Časť informácií o dlhých molekulách DNA pozostávajú zo signálov alebo značiek, ktoré ukazujú, kde by sa reťazec RNA mal začínať a zastavovať. Sekvencia DNA obsahuje teda dva rôzne typy informácií: trojbázové kodóny, ktoré RNA rozprávajú, ako majú dať aminokyseliny spolu v proteíne a samostatné riadiace signály, ktoré ukazujú, kde by mala molekula RNA začať a zastav.