Deoxiribonukleinsyra, oftast känd som DNA, är det som används som celllivets genetiska material. Det är DNA som innehåller alla våra gener som gör oss till de vi är. Det är proteinerna som är gjorda av dessa gener som tillåter våra celler att fungera, som ger oss vår hårfärg, som hjälper oss att växa och utvecklas, bekämpa infektioner etc.
Men säger DNA verkligen våra celler vilka proteiner vi ska göra? Svaret är ja och Nej.
Medan DNA kodar för den information som behövs för att göra proteiner, är själva DNA: t bara ritningen för proteiner. För att informationen som är kodad i DNA ska bli ett protein måste den först vara transkriberas in i mRNA och då översatt vid ribosomer för att skapa proteinet.
Det är den här processen som skapat det som kallas genetikens centrala dogm: DNA ➝ RNA ➝ Protein
Deoxiribonukleinsyra (DNA) är ritningen
DNA är det genetiska materialet som används i allt cellulärt liv och består av kallade underenheter nukleotider.
Dessa underenheter består var och en av tre delar:
- Fosfatgrupp
- Deoxiribossocker
- Kvävebas
Det finns fyra olika kvävehaltiga baser: adenin (A), tymin (T), guanin (C) och cytosin (C). Adenin parar alltid med tymin och guanin parar alltid med cytosin.
DNA är en typ av nukleinsyra det består av dessa enskilda nukleotidsubenheter som samlas för att bilda två strängar. Fosfaterna och sockerarterna utgör ryggraden i DNA-strängarna. De två trådarna hålls samman av vätebindningar som bildas mellan kvävebaserna.
Det är dessa kvävehaltiga baser som innehåller koden för proteiner. Det är den specifika ordningen för kvävebaserna, även känd som DNA-sekvensen, som är som ett främmande språk som kan översättas till en proteinsekvens. Varje längd av DNA som utgör "instruktionerna" för ett protein kallas a gen.
Transkription till mRNA
Så var börjar proteinproduktionen? Tekniskt sett börjar det med transkription.
Transkription sker när ett enzym som kallas RNA-polymeras "läser" en DNA-sekvens och förvandlar den till en komplementär motsvarande mRNA-sträng. mRNA står för "budbärar-RNA" eftersom det fungerar som budbäraren, eller mellanmannen, mellan DNA-koden och det eventuella proteinet.
MRNA-strängen är komplementär till DNA-strängen som den kopierar, förutom att RNA istället för tymin använder uracil (U) för att komplettera adenin. När denna sträng har kopierats är den känd som pre-mRNA-strängen.
Innan mRNA lämnar kärnan, tas icke-kodande sekvenser som kallas "introner" ur sekvensen. Vad som finns kvar, känt som exoner, kombineras sedan tillsammans för att bilda den slutliga mRNA-sekvensen.
Detta mRNA lämnar sedan kärnan och hittar en ribosom, som är platsen för proteinsyntes. I prokaryota celler, det finns ingen kärna. Transkription av mRNA sker i cytoplasma och inträffar samtidigt.
mRNA översätts sedan till proteiner vid ribosomer
När mRNA-transkriptet är gjort gör det vägen till en ribosom. Ribosomer är kända som cellens proteinfabrik eftersom det är här där proteinprodukten faktiskt syntetiseras.
mRNA består av tripletter av baser, som kallas "kodoner". Varje kodon motsvarar en aminosyra i en aminosyrakedja (aka ett protein). Det är här "översättning"av mRNA-koden sker via överförings-RNA (tRNA).
När mRNA matas genom ribosom, matchar varje kodon med ett antikodon (den komplementära sekvensen till kodonet) på en tRNA-molekyl. Varje tRNA-molekyl bär en specifik aminosyra som motsvarar varje kodon. AUG är till exempel ett kodon som motsvarar aminosyran metionin.
När kodon på mRNA matchar med antikodon på a tRNA, att aminosyra tillsätts till den växande aminosyrakedjan. När aminosyran har tillsatts i kedjan kommer tRNA ut ur ribosomen för att göra plats för nästa mRNA- och tRNA-matchning.
Detta fortsätter och aminosyrakedjan växer tills hela mRNA-transkriptet har översatts och proteinet syntetiseras.