Prevajanje genetske kode iz njene oblike deoksiribonukleinske kisline, sestavljene iz verige štirih ponavljajočih se črk, v končni beljakovinski izdelek, sestavljen iz aminokislin, je dobro razumljen postopek. Eden od načinov za opis postopka je, da si predstavljamo en sam sklop kromosoma kot knjižno polico, napolnjeno s knjigami s smernicami, napisanimi v tujem jeziku. Prevajalec lahko vzame eno knjigo s police in začne prepisovati kodo na papir. Nato tuje znake prevede v besede, ki jih bralec lahko razume. Nato bralec na podlagi prevedenih navodil gradi koristen projekt.
Osnove DNK
•••Comstock / Comstock / Getty Images
DNA je sestavljena iz dveh polinukleotidnih verig, ki so med seboj ovite v dvojno vijačnico. Vsak nukleotid obeh verig ima dušikovo bazo. Vsaka baza ima pritrjeno molekulo adenina (A), citozina (C), gvanina (G) ali timina (T). Dve polinukleotidni verigi se med seboj vežeta prek šibkih vodikovih vezi med molekulama, seznanjenima s C-in-G in molekulama, seznanjenima z A-in-T. Ta edinstvena vez C-G / A-T omogoča, da se verige DNA začasno ločijo, medtem ko encim razdvoji dvojno vijačnico v odseke posameznih verig za transkripcijo v verige messenger RNA.
Osnove mRNA
Veriga prenosne RNA (mRNA) je natančna kopija posamezne verige DNA, z izjemo, da je vsak timin (T) nadomeščen z molekulo uracila (U). Veriga molekul mRNA, sestavljena iz molekul G, C A in U, je razporejena v tripletno kodo, kot so CAC, UUA in CUG. To zaporedje tripletnih kod je kopija zaporedja DNA GTGAATGAC. Tričrkovno kodo kasneje v beljakovine prevedejo posebni kompleksi RNA / beljakovine, ki prepoznajo tričrkovno kodo in tvorijo sklop aminokislin, ki se ujema s kodo. Na primer, koda mRNA AUG se ujema z aminokislino metionin.
Prepis
Transkripcija se zgodi, ko encim RNA-polimeraza vozi vzdolž določenega območja ene same verige DNA in sintetizira (prepiše) kopijo mRNA. Značilno je, da se veriga mRNA modificira tako, da jo poseben encim odreže na več določenih mestih in nato ponovno poveže v krajšo verigo mRNA, ki bo kodirala funkcionalni protein. Zato prvotna kodirajoča veriga DNA ni neposredno prevedena v beljakovine, ampak mora iti skozi korak spremembe kot mRNA, da odstrani nesmiselna zaporedja, ki ne kodirajo gena.
Prevajanje
Prevajanje je zadnji korak prevajanja zaporedja DNA v funkcionalni protein. Molekule RNA / beljakovine, imenovane "ribosomi", se pritrdijo na spremenjeno verigo mRNA in verigo pretvorijo v verigo beljakovinskih molekul. To se doseže s prenosom molekul RNA (tRNA), ki prenašajo določene aminokisline v ribosome, kjer se odčitajo tričrkovne kode in se ujemajo s specifičnimi aminokislinami. Ko se aminokislinska veriga sintetizira, se običajno samodejno zloži v konformacijo, zaradi katere je funkcionalna. Zato je ena sama mutacija DNA lahko katastrofalna. Mutacija DNA se prepiše v tričrkovno kodo mRNA, ki nato kodira napačno aminokislino. To preprečuje, da bi se končna aminokislinska veriga pravilno zložila v funkcionalni protein.