Коли ви думаєте про свій генетичний матеріал, ви, мабуть, уявляєте гени, що відповідають за ваш колір очей або ваш зріст. Хоча ваша ДНК, безумовно, визначає аспекти вашого зовнішнього вигляду, вона також кодує всі молекули, які дозволяють вашим системам організму функціонувати. Синтез цих молекул вимагає посередника, щоб винести план ДНК з ядра в іншу частину клітини. Ця важлива робота належить месенджерській РНК.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Дволанцюгова ДНК містить основи (A, T, G і C), які завжди зв’язуються в однакових парах (A-T і G-C). Під час транскрипції РНК-полімераза подорожує вздовж ланцюга матриці ДНК, кодуючи короткий, одноланцюгова інформаційна РНК, яка відповідає ланцюгу, що кодує ДНК, із заміщеною п'ятою основою (U) кожен Т. Послідовність ланцюга AGCAATC, що кодує ДНК, поєднується з послідовністю ланцюга матриць ДНК TCGTTAG. Послідовність мРНК AGCAAUC відповідає послідовності кодуючого ланцюга із зміною U / T.
Що таке транскрипція?
Процес транскрипції дозволяє ферменту, який називається РНК-полімераза, зв’язуватися з вашою ДНК і розпаковувати водневі зв’язки, які утримують дві нитки разом. Це утворює бульбашку з відкритою ДНК приблизно в десять основ. Коли фермент рухається вниз по цій невеликій послідовності ДНК, він зчитує код і виробляє короткий ланцюг передавальної РНК (мРНК), який відповідає кодуючому ланцюгу вашої ДНК. Потім мРНК виходить з ядра, приносячи цей біт вашого генетичного коду до цитоплазми, де код може бути використаний для побудови молекул, таких як білки.
Розуміння базових пар
Фактичне кодування транскрипту мРНК є дуже простим. ДНК містить чотири основи: аденін (А), тимін (Т), гуанін (Г) і цитозин (С). Оскільки ДНК є дволанцюжковою, нитки тримаються разом там, де основи спарюються. A завжди поєднується з T, а G завжди з C.
Вчені називають два ланцюги вашої ДНК ланцюгом кодування та ланцюжком шаблону. РНК-полімераза будує транскрипт мРНК, використовуючи шаблонну ланцюг. Для візуалізації уявіть, що ваша кодова ланцюг читає AGCAATC. Оскільки ланцюжок шаблону повинна містити пари основ, які точно зв’язуються з ланцюгом кодування, шаблон читає TCGTTAG.
Створення транскриптів мРНК
Однак мРНК містить істотну різницю у своїй послідовності: замість кожного тиміну (Т) мРНК містить заміщення урацилом (U). Тимін і урацил майже ідентичні. Вчені вважають, що зв'язок A-T відповідає за утворення подвійної спіралі; оскільки мРНК - це лише одна невелика ланцюг, і їй не потрібно скручуватися, ця заміна полегшує передачу інформації для механізмів вашої клітини.
Дивлячись на попередню послідовність, розшифровка мРНК, побудована за допомогою ланцюжка шаблону, буде читати AGCAAUC, оскільки він містить основи, що поєднуються з матричним ланцюгом ДНК (з урацилом заміщення). Якщо порівняти кодуючу ланцюг (AGCAATC) з цією розшифровкою (AGCAAUC), ви зможете побачити, що вони абсолютно однакові, за винятком зміни тиміну / урацилу. Коли мРНК потрапляє в цитоплазму, щоб доставити цей план, код, який вона несе, відповідає вихідній послідовності кодування.
Чому транскрипція важлива
Іноді студенти отримують завдання з проханням виписати зміни послідовності з кодування ланцюг до шаблону ланцюг до мРНК, ймовірно, як спосіб допомогти студенту вивчити процес транскрипція. У реальному житті розуміння цих послідовностей є надзвичайно важливим, оскільки навіть надзвичайно незначні зміни (як заміна однієї основи) можуть змінити синтезований білок. Іноді вчені навіть прослідковують захворювання людини до цих крихітних змін або мутацій. Це дозволяє вченим вивчати хвороби людини та досліджувати, як працюють такі процеси, як транскрипція та синтез білка.
Ваша ДНК відповідає за очевидні особливості, такі як колір очей або зріст, а також за молекули, які ваше тіло будує та використовує. Вивчення змін послідовностей від кодування ДНК до шаблону ДНК до мРНК - це перший крок до розуміння того, як працюють ці процеси.