Att översätta genetisk kod från dess deoxiribonukleinsyraform som består av en kedja med fyra upprepade bokstäver till en slutlig proteinprodukt bestående av aminosyror är en väl förstått process. Ett sätt att beskriva processen är att föreställa sig att en enda kromosomsträng är som en bokhylla fylld med instruktionsböcker skrivna på ett främmande språk. En översättare kan ta en bok från hyllan och börja skriva om koden på papper. Han översätter sedan de främmande karaktärerna till ord som en läsare kan förstå. Läsaren fortsätter sedan med att bygga ett användbart projekt baserat på de översatta instruktionerna.
DNA-grunderna
•••Comstock / Comstock / Getty Images
DNA består av två polynukleotidkedjor lindade runt varandra i en dubbel spiral. Varje nukleotid i båda kedjorna har en kvävebas. Varje bas har antingen fäst en adenin (A), cytosin (C), guanin (G) eller tymin (T) -molekyl. De två polynukleotidkedjorna binder till varandra via svaga vätebindningar mellan C-och-G-parade molekyler och A-och-T-parade molekyler. Denna unika C-G / A-T-bindning gör det möjligt för DNA-strängarna att separeras tillfälligt, medan ett enzym packar upp dubbelspiralen i sektioner av enstaka strängar för transkription till strängar av budbärar-RNA.
mRNA-grunderna
En tråd av budbärar-RNA (mRNA) är en exakt kopia av en enda DNA-sträng, med undantaget att varje tymin (T) ersätts med en uracil (U) -molekyl. En kedja av mRNA-molekyler bestående av G-, CA- och U-molekyler är ordnade i en triplettkod såsom CAC, UUA och CUG. Denna sekvens av triplettkoder är en kopia av DNA-sekvensen GTGAATGAC. Koden på tre bokstäver översätts senare till protein av speciella RNA / proteinkomplex som känner igen koden på tre bokstäver och bygger en sträng av aminosyror som matchar koden. Exempelvis matchas mRNA-koden AUG med aminosyran metionin.
Transkription
Transkription sker när ett RNA-polymerasenzym rider längs en specifik region av en enda DNA-sträng och syntetiserar (transkriberar) en mRNA-kopia. Vanligtvis modifieras mRNA-strängen genom att klippas in i flera specifika fläckar av ett speciellt enzym och sedan återförenas till en kortare mRNA-sträng som kodar för ett funktionellt protein. Därför översätts den ursprungliga kodande DNA-strängen inte direkt till protein, utan måste gå igenom ett förändringssteg som mRNA för att ta bort nonsenssekvenser som inte kodar för en gen.
Översättning
Översättning är det sista steget i att översätta en DNA-sekvens till ett funktionellt protein. RNA / proteinkomplexmolekyler som kallas "ribosomer" fäster sig vid den modifierade mRNA-strängen och översätter strängen till en kedja av proteinmolekyler. Detta åstadkommes genom överföring av RNA (tRNA) -molekyler som bär specifika aminosyror till ribosomerna där koder på tre bokstäver läses och matchas med specifika aminosyror. När aminosyrakedjan har syntetiserats viks den vanligtvis automatiskt till en konformation som gör den funktionell. Det är därför en enda DNA-mutation kan vara katastrofal. DNA-mutationen transkriberas till en mRNA-kod med tre bokstäver som i sin tur kodar för fel aminosyra. Detta förhindrar därigenom att den slutliga aminosyrakedjan viks korrekt till ett funktionellt protein.