Dve veriga z dvojno vijačno molekulo deoksiribonukleinska kislina (DNA) hrani genetsko kodo za večino organizmov. DNK ne vsebuje le genetskih navodil za delitev in razmnoževanje celic, temveč deluje tudi kot osnova za tisoče beljakovin. To vključuje dva procesa: transkripcijo in prevajanje.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Za sintezo beljakovin mora biti messenger RNA narejena iz ene verige DNA, imenovane matrična veriga. Druga veriga, imenovana kodirajoča veriga, se zaporedoma ujema z RNA, razen za uporabo uracila namesto timina.
Prepis
Za sintezo beljakovin je treba DNA najprej kopirati v messenger ribonukleinsko kislino ali mRNA. Ta postopek se imenuje transkripcija. MRNA vsebuje informacije o kodiranju, da tvori beljakovine. Za razliko od DNA je RNA enoverižna in ni spiralne oblike. Namesto deoksiriboze vsebuje ribozo, njene nukleotidne baze pa se razlikujejo po tem, da imajo namesto timina (T) uracil (U).
Sprva mora encim RNA polimeraza sestaviti molekulo pre-mRNA, ki dopolnjuje del dveh verig ene DNA. Ker cilj ni replikacija, temveč sinteza beljakovin, je treba kopirati le en sklop DNA. RNK polimeraza se najprej pritrdi na dvojno vijačnico DNA in deluje z beljakovinami, imenovanimi transkripcijski faktorji, da ugotovi, katere informacije potrebujejo prepisovanje. RNA polimeraza in transkripcijski faktorji se vežejo na to verigo DNA, imenovano predlogovna veriga.
Enota RNA polimeraze in transkripcijski faktor se premika vzdolž verige v smeri 3 ’do 5’ (3 prime do 5 prime) in tvori novo verigo mRNA s komplementarnimi baznimi pari. RNA polimeraza gradi mRNA z dodatnimi nukleotidi v raztezanju. Komplementarni nukleotidi v mRNA pa se od DNA razlikujejo po tem, da uracil nadomesti timin. MRNA teče v smeri 5 'do 3' (5 prime do 3 prime). Po prenehanju raztezanja se mRNA v zaključku loči od verige matrice DNA. Nato mRNA služi bodisi kot vloga selca v celici bodisi se uporablja pri tvorbi beljakovin ali prevajanju.
Prevajanje
Na novo sestavljena mRNA lahko začne prevajanje. Prevajanje pomeni branje mRNA za ustvarjanje novih beljakovin. Kodoni, zaporedja v kombinacijah treh nukleotidov mRNA A, C, G ali U tvorijo aminokisline. Ribosomi, enote za tvorjenje beljakovin v celicah, si prizadevajo, da iz verig teh aminokislin gradijo nove beljakovine.
Predloga Strand
Veriga DNA, iz katere je zgrajena mRNA, se imenuje šablona predloge, ker služi kot predloga za transkripcijo. Imenuje se tudi antisense pramen. Pramen predloge poteka v smeri 3 'do 5'.
Kodiranje Strand
Veriga DNA, ki se ne uporablja kot predloga za transkripcijo, se imenuje kodirajoča veriga, ker je ustreza istemu zaporedju kot mRNA, ki bo vsebovalo kodonska zaporedja, potrebna za gradnjo beljakovin. Edina razlika med kodirno verigo in novo verigo mRNA je namesto timina, kjer uracil zavzame svoje mesto v verigi mRNA. Kodirajoči sklop se imenuje tudi smiselni sklop. Šifrirni pramen poteka v smeri 5 'do 3'.
Dvojni procesi transkripcije in translacije se ne bi mogli nadaljevati brez dvoverižne narave dvojne vijačnice DNA.