วิธีการหาลำดับ mRNA

เมื่อคุณนึกถึงสารพันธุกรรมของคุณ คุณอาจนึกภาพยีนที่เกี่ยวข้องกับสีตาหรือส่วนสูงของคุณ แม้ว่า DNA ของคุณจะกำหนดแง่มุมของรูปลักษณ์ของคุณอย่างแน่นอน แต่ก็กำหนดรหัสสำหรับโมเลกุลทั้งหมดที่ช่วยให้ระบบร่างกายของคุณทำงานได้ การสังเคราะห์โมเลกุลเหล่านี้ต้องใช้ตัวกลางในการนำพิมพ์เขียวดีเอ็นเอออกจากนิวเคลียสไปยังส่วนที่เหลือของเซลล์ งานสำคัญนั้นเป็นของผู้ส่งสาร RNA

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

DNA ที่มีเกลียวคู่ประกอบด้วยเบส (A, T, G และ C) ที่ยึดเหนี่ยวเป็นคู่เดียวกันเสมอ (A-T และ G-C) ในระหว่างการถอดรหัส RNA polymerase จะเคลื่อนที่ไปตามสายแม่แบบ DNA โดยเข้ารหัสข้อความสั้นๆ RNA ของร่อซู้ลสายเดี่ยวที่ตรงกับสายการเข้ารหัส DNA ที่มีเบสที่ห้า (U) แทนที่ ทุก ๆ ที ลำดับสายเกลียวของรหัส DNA AGCAATC จับคู่กับลำดับสายแม่แบบ DNA TCGTTAG ลำดับ mRNA AGCAAUC ตรงกับลำดับของสายการเข้ารหัสที่มีการเปลี่ยนแปลง U/T

กระบวนการถอดรหัสช่วยให้เอ็นไซม์ที่เรียกว่า RNA polymerase จับกับ DNA ของคุณและคลายพันธะไฮโดรเจนที่ยึดสายทั้งสองเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดฟองของ DNA เปิดยาวประมาณสิบเบส เมื่อเอนไซม์เคลื่อนตัวไปตามลำดับ DNA เล็กๆ นี้ มันจะอ่านรหัสและสร้างสายสั้นๆ ของ messenger RNA (mRNA) ที่ตรงกับสายการเข้ารหัสของ DNA ของคุณ จากนั้น mRNA จะเดินทางออกจากนิวเคลียส นำรหัสพันธุกรรมของคุณไปยังไซโตพลาสซึม ซึ่งรหัสนี้สามารถใช้สร้างโมเลกุล เช่น โปรตีน

การเข้ารหัสที่แท้จริงของการถอดรหัส mRNA นั้นตรงไปตรงมามาก DNA ประกอบด้วยเบส 4 ชนิด ได้แก่ อะดีนีน (A) ไทมีน (T) กวานีน (G) และไซโตซีน (C) เนื่องจาก DNA มีเกลียวคู่ สายจึงยึดติดกันโดยที่ฐานจับคู่กัน A จับคู่กับ T เสมอ และ G จับคู่กับ C เสมอ

นักวิทยาศาสตร์เรียกสายดีเอ็นเอทั้งสองสายของคุณว่าสายรหัสและสายแม่แบบ RNA polymerase สร้างการถอดเสียง mRNA โดยใช้สาระเทมเพลต หากต้องการเห็นภาพ ให้จินตนาการว่าสายการเข้ารหัสของคุณอ่าน AGCAATC เนื่องจากสายแม่แบบต้องมีคู่ฐานที่เชื่อมกับสายรหัสอย่างแม่นยำ แม่แบบจึงอ่านว่า TCGTTAG

อย่างไรก็ตาม mRNA มีความแตกต่างที่สำคัญในลำดับของมัน: แทนที่ thymine (T) ทุกตัว mRNA มีการแทนที่ uracil (U) ไทมีนและยูราซิลเกือบจะเหมือนกัน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าพันธะ AT มีหน้าที่สร้างเกลียวคู่ เนื่องจาก mRNA เป็นเพียงเกลียวเล็กๆ เส้นเดียวและไม่จำเป็นต้องบิด การแทนที่นี้ทำให้การถ่ายโอนข้อมูลง่ายขึ้นสำหรับเครื่องจักรของเซลล์ของคุณ

เมื่อดูที่ลำดับก่อนหน้านี้ การถอดเสียง mRNA ที่สร้างโดยใช้สายแม่แบบจะอ่านได้ AGCAAUC เนื่องจากประกอบด้วยเบสที่จับคู่กับสายแม่แบบของ DNA (กับ uracil การแทน). หากคุณเปรียบเทียบสายการเข้ารหัส (AGCAATC) กับข้อความถอดเสียงนี้ (AGCAAUC) คุณจะเห็นว่าสายเหล่านี้เหมือนกันทุกประการ ยกเว้นการเปลี่ยนแปลงของไทมีน/ยูราซิล เมื่อ mRNA เดินทางเข้าสู่ไซโทพลาสซึมเพื่อส่งพิมพ์เขียวนี้ โค้ดที่มันส่งไปจะตรงกับลำดับการเข้ารหัสดั้งเดิม

บางครั้งนักเรียนได้รับงานมอบหมายให้เขียนลำดับการเปลี่ยนแปลงจากการเขียนโค้ด strand to template strand เป็น mRNA อาจเป็นวิธีที่จะช่วยให้นักเรียนเรียนรู้กระบวนการของ การถอดความ ในชีวิตจริง การทำความเข้าใจลำดับเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย (เช่น การแทนที่เบสเดียว) ก็สามารถเปลี่ยนแปลงโปรตีนสังเคราะห์ได้ บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ยังติดตามโรคของมนุษย์กลับไปถึงการเปลี่ยนแปลงหรือการกลายพันธุ์เล็กๆ เหล่านี้ ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาโรคของมนุษย์และศึกษาว่ากระบวนการต่างๆ เช่น การถอดรหัสและการสังเคราะห์โปรตีนทำงานอย่างไร

ดีเอ็นเอของคุณมีหน้าที่รับผิดชอบสำหรับลักษณะเด่นที่ชัดเจน เช่น สีตาหรือส่วนสูง แต่ยังรวมถึงโมเลกุลที่ร่างกายสร้างและใช้งานด้วย การเรียนรู้ลำดับการเปลี่ยนแปลงจากการเข้ารหัส DNA เป็นเทมเพลต DNA เป็น mRNA เป็นขั้นตอนแรกในการทำความเข้าใจว่ากระบวนการเหล่านี้ทำงานอย่างไร