DNA บอกเซลล์ว่าต้องสร้างโปรตีนอะไร?

กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า ดีเอ็นเอคือสิ่งที่ใช้เป็นสารพันธุกรรมของชีวิตเซลล์ มันคือ DNA ที่เก็บยีนทั้งหมดของเราที่ทำให้เราเป็นอย่างที่เราเป็น มันคือโปรตีนที่สร้างขึ้นจากยีนเหล่านี้ที่ช่วยให้เซลล์ของเราทำงานได้ ซึ่งทำให้เรามีสีผมที่ช่วยให้เราเติบโตและพัฒนา ต่อสู้กับการติดเชื้อ ฯลฯ

แต่ DNA บอกเซลล์ของเราว่าต้องสร้างโปรตีนอะไรจริง ๆ? คำตอบคือ ใช่ และ ไม่.

แม้ว่า DNA จะเข้ารหัสข้อมูลที่จำเป็นในการสร้างโปรตีน แต่ตัว DNA เองก็เป็นเพียงพิมพ์เขียวสำหรับโปรตีนเท่านั้น เพื่อให้ข้อมูลที่เข้ารหัสใน DNA กลายเป็นโปรตีน จะต้อง .ก่อน ถอดความ เป็น mRNA แล้วก็ แปลแล้ว ที่ไรโบโซมเพื่อสร้างโปรตีน

กระบวนการนี้ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าความเชื่อหลักของพันธุศาสตร์: ดีเอ็นเอ ➝ อาร์เอ็นเอ ➝ โปรตีน

ดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรมที่สิ่งมีชีวิตทุกเซลล์ใช้และประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์.

หน่วยย่อยเหล่านี้ประกอบด้วยสามส่วน:

1. กลุ่มฟอสเฟต
2. น้ำตาลดีออกซีไรโบส
3. ฐานไนโตรเจน

มีสี่ที่แตกต่างกัน ฐานไนโตรเจน: อะดีนีน (A), ไทมีน (T), กัวนีน (C) และไซโตซีน (C) อะดีนีนจะจับคู่กับไทมีนเสมอ และกัวนีนจะจับคู่กับไซโตซีนเสมอ

ดีเอ็นเอเป็นชนิดของ กรดนิวคลีอิค ที่ประกอบขึ้นจากหน่วยย่อยของนิวคลีโอไทด์แต่ละตัวที่มารวมกันเป็นสองสาย ฟอสเฟตและน้ำตาลเป็นกระดูกสันหลังของสายดีเอ็นเอ ทั้งสองเส้นถูกยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะไฮโดรเจนที่ก่อตัวขึ้นระหว่างฐานไนโตรเจน

เป็นฐานไนโตรเจนเหล่านี้ที่มีรหัสสำหรับโปรตีน เป็นลำดับเฉพาะของเบสไนโตรเจน หรือที่เรียกว่าลำดับดีเอ็นเอ ซึ่งเหมือนกับภาษาต่างประเทศที่สามารถแปลเป็นลำดับโปรตีนได้ ความยาวของ DNA แต่ละอันที่ประกอบเป็น "คำสั่ง" ของโปรตีนเรียกว่า a ยีน.

การผลิตโปรตีนเริ่มต้นที่ไหน? ในทางเทคนิค มันเริ่มต้นด้วย การถอดความ.

การถอดความเกิดขึ้นเมื่อเอ็นไซม์ที่เรียกว่า RNA polymerase "อ่าน" ลำดับดีเอ็นเอและเปลี่ยนให้เป็นสาย mRNA ที่สอดคล้องกัน mRNA ย่อมาจาก "messenger RNA" เพราะมันทำหน้าที่เป็นผู้ส่งสารหรือคนกลาง ระหว่างรหัส DNA และโปรตีนในท้ายที่สุด

เกลียว mRNA เป็นส่วนเสริมของสาย DNA ที่คัดลอก ยกเว้นว่าแทนที่จะเป็นไทมีน RNA ใช้ยูราซิล (U) เพื่อเสริมอะดีนีน เมื่อคัดลอกสาระนี้แล้ว จะเรียกว่าสายก่อน mRNA

ก่อน mRNA ออกจากนิวเคลียสลำดับที่ไม่มีการเข้ารหัสที่เรียกว่า "อินตรอน" จะถูกนำออกจากลำดับ สิ่งที่เหลืออยู่ที่เรียกว่าเอ็กซอนจะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างลำดับ mRNA สุดท้าย

จากนั้น mRNA นี้จะออกจากนิวเคลียสและพบไรโบโซม ซึ่งเป็นที่ตั้งของการสังเคราะห์โปรตีน ใน เซลล์โปรคาริโอต, ไม่มีนิวเคลียส การถอดความของ mRNA เกิดขึ้นใน ไซโตพลาสซึม และเกิดขึ้นพร้อมกัน

เมื่อสร้างทรานสคริปต์ mRNA แล้ว มันจะเข้าสู่ไรโบโซม ไรโบโซมเป็นที่รู้จักในฐานะโรงงานโปรตีนของเซลล์ เนื่องจากที่นี่เป็นที่ที่ผลิตภัณฑ์โปรตีนถูกสังเคราะห์ขึ้นจริง

mRNA ประกอบด้วยเบสสามตัวซึ่งเรียกว่า "โคดอน" โคดอนแต่ละตัวสอดคล้องกับกรดอะมิโนหนึ่งตัวในสายกรดอะมิโน (หรือที่เรียกว่าโปรตีน) นี่คือที่ "การแปล" ของรหัส mRNA เกิดขึ้นผ่านการถ่ายโอน RNA (tRNA)

ในขณะที่ mRNA ถูกป้อนผ่าน ไรโบโซมโคดอนแต่ละตัวจะจับคู่กับแอนติโคดอน (ลำดับเสริมของโคดอน) บนโมเลกุล tRNA โมเลกุล tRNA แต่ละตัวมีกรดอะมิโนจำเพาะที่สอดคล้องกับโคดอนแต่ละตัว ตัวอย่างเช่น AUG เป็นโคดอนที่สอดคล้องกับเมไทโอนีนของกรดอะมิโน

เมื่อ codon บน mRNA ตรงกับ anticodon บน a tRNAกรดอะมิโนนั้นจะถูกเติมเข้าไปในสายโซ่กรดอะมิโนที่กำลังเติบโต เมื่อเติมกรดอะมิโนลงในสายโซ่แล้ว tRNA จะออกจากไรโบโซมเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับการจับคู่ mRNA และ tRNA ถัดไป

สิ่งนี้จะดำเนินต่อไปและสายโซ่ของกรดอะมิโนจะเติบโตจนกว่าการถอดเสียง mRNA ทั้งหมดจะถูกแปลและสังเคราะห์โปรตีน