Varje levande organism är beroende av dess proteiner för dess existens. I många organismer bildar proteiner själva strukturen hos den levande varelsen, men även i växter - var strukturerna är byggda mer från sockerarter - proteiner utför de funktioner som tillåter en organism att leva.
Varje typ av organism och varje organ inom en komplex organism definieras av de proteiner som den består av. Så vad som än organiserar proteinerna i en levande varelse är en ritning för att bygga den organismen.
Så: vad är planen för livsdefinitionen? Dess DNA. DNA ger ritningen i biologin för information för att bygga alla proteiner i alla levande saker på jorden.
Blueprint in Biology: DNA Structure
För att ge en ritning av livsdefinitionen måste vi börja med strukturen för den planen. DNA är en lång, dubbelsträngad molekyl som består av två enstaka molekylära kedjor lindade runt varandra. Varje sträng består av en serie baser kopplade till varandra genom en ryggrad av sockermolekyler.
Det finns fyra olika baser: adenin, guanin, cytosin och tymin. De hänvisas ofta till helt enkelt med sina första initialer: A, G, C och T.
Ordningen på dessa baser på en DNA-sträng kallas sekvensen. Sekvensen på en DNA-tråd matchas av en komplementär sekvens på dess motsatta, matchade tråd. A matchas med T och C matchas med G. Så där en DNA-sträng har en CAATGC, kommer den andra att ha en GTTACG.
Läser DNA-ritningen av livet
Den normala dubbelsträngade DNA-molekylen lindas runt sig själv på ett sådant sätt att sekvensen är otillgänglig. Det vill säga baserna är skyddade från kemiska interaktioner. Det första steget i att producera ett protein från DNA är att packa upp dubbelsträngen. En molekyl som kallas RNA-polymeras tar tag i det dubbelsträngade DNA: t och delar upp det, bara på en plats.
Den "läser" sedan basen som exponeras och bygger en annan långsträngad molekyl, RNA. RNA liknar mycket DNA förutom i ett par avseenden. För det första är det en enkelsträngad molekyl. För det andra använder den uracil, U, istället för tymin, T. Så RNA-polymeras bygger en sträng av RNA som kompletterar DNA. En DNA-sekvens av CGGATACTA skulle transkriberas till en RNA-sträng av GCCUAUGAU. När man tillverkar proteiner kallas RNA byggt på detta sätt messenger RNA, eller mRNA.
mRNA till protein
Även om detaljerna varierar beroende på den specifika organismen, är nästa steg i allmänhet detsamma för alla levande varelser. MRNA ansluter till en ribosom, vilket är ett komplex som fungerar som en proteinfabrik. Ribosomen sätter upp en monteringslinje där mRNA-sekvensen överförs till ett annat konstruktionsområde där aminosyror sätts ihop.
När processen att bygga mRNA är en en-till-en-kod, där en bas i DNA leder till en bas i RNA, läser processen att bygga proteiner tre mRNA-baser åt gången. De tre bokstäverna "koder" i mRNA hänvisar till specifika aminosyror. Dessa aminosyror ansluter till varandra i den ordning som anges av mRNA, vilket skapar proteiner.
Komplexitet av livets DNA-ritning
Så sekvensen från DNA överförs till mRNA, som sedan innehåller informationen som används för att bygga proteiner. Det finns mycket komplexa signaler som utlöser början och slutet av byggprocesserna. Allt från hur du känner till hur du smälter maten styrs av proteinerna i dina celler.
När din kropp behöver mer eller mindre av ett specifikt protein, justerar olika molekylära signaler den hastighet med vilken informationen från DNA används för att bygga proteiner. Så även om DNA inte utgör dina ben eller hjälper dig att köra, innehåller det all information för att bygga de proteiner som gör dessa jobb åt dig, varför det kallas livets plan.