Περιεχόμενο
Το δίκλωνο, μοριακό δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) σε σχήμα διπλής έλικας αποθηκεύει τον γενετικό κώδικα για τους περισσότερους οργανισμούς. Το DNA δεν περιέχει μόνο γενετικές οδηγίες για την κυτταρική διαίρεση και αναπαραγωγή, αλλά λειτουργεί και ως βάση για χιλιάδες πρωτεΐνες. Αυτό συνεπάγεται δύο διαδικασίες: μεταγραφή και μετάφραση.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Για τη σύνθεση πρωτεϊνών, το αγγελιοφόρο RNA πρέπει να είναι κατασκευασμένο από έναν κλώνο DNA που ονομάζεται κλώνος μήτρας. Ο άλλος κλώνος, ο οποίος ονομάζεται κλώση κωδικοποίησης, ταιριάζει με το αγγελιοφόρο RNA με τη σειρά του εκτός από τη χρήση ουρακίλης στη θέση της θυμίνης.
Μεταγραφή
Για τη σύνθεση πρωτεϊνών, το DNA πρέπει πρώτα να αντιγραφεί σε αγγελιοφόρο ριβονουκλεϊκό οξύ ή mRNA. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταγραφή. Το mRNA διατηρεί τις πληροφορίες κωδικοποίησης για να παράγει πρωτεΐνες. Σε αντίθεση με το DNA, το RNA είναι μονόκλωνο και όχι ελικοειδές.Περιέχει ριβόζη αντί για δεοξυριβόζη και οι νουκλεοτιδικές βάσεις της διαφέρουν από την ουρακίλη (U) αντί της θυμίνης (Τ).
Αρχικά, η πολυμεράση του ενζύμου RNA πρέπει να συγκεντρώνει το προ-mRNA μόριο που συμπληρώνει ένα τμήμα των δύο κλώνων ενός DNA. Δεδομένου ότι ο στόχος δεν είναι η αναπαραγωγή, αλλά η πρωτεϊνική σύνθεση, μόνο ένα σκέλος του DNA χρειάζεται αντιγραφή. Η πολυμεράση RNA συνδέεται πρώτα με τη διπλή έλικα του ϋΝΑ και λειτουργεί με πρωτεΐνες που ονομάζονται μεταγραφικοί παράγοντες για να προσδιοριστεί ποιες πληροφορίες χρειάζονται μεταγραφή. Η πολυμεράση RNA και οι παράγοντες μεταγραφής δεσμεύονται σε αυτόν τον κλώνο ϋΝΑ, που ονομάζεται κλώνος εκμαγείου.
Η μονάδα πολυμεράσης RNA και οι παράγοντες μεταγραφής μετακινούνται κατά μήκος του κλώνου σε κατεύθυνση 3 'έως 5' (3 prime to 5 prime) και δημιουργούν ένα νέο κλώνο mRNA με συμπληρωματικά ζεύγη βάσεων. Η πολυμεράση RNA δημιουργεί το mRNA με επιπλέον νουκλεοτίδια σε επιμήκυνση. Τα συμπληρωματικά νουκλεοτίδια στο mRNA, ωστόσο, διαφέρουν από το DNA στο ότι η ουρακίλη αντικαθιστά την θυμίνη. Το mRNA διεξάγεται σε μια κατεύθυνση 5 'προς 3' (5 prime to 3 prime). Μετά την παύση της επιμήκυνσης, το mRNA διαχωρίζεται από τον κλώνο μήτρας ϋΝΑ στο τερματισμό. Στη συνέχεια, το mRNA εξυπηρετεί είτε σε ρόλο αγγελιοφόρου στο κύτταρο, είτε χρησιμοποιείται σε σχηματισμό πρωτεϊνών ή μετάφραση.
Μετάφραση
Το νεοσυσταθέν mRNA μπορεί να αρχίσει μετάφραση. Η μετάφραση συνεπάγεται την ανάγνωση του mRNA για τη δημιουργία νέων πρωτεϊνών. Τα κωδικόνια, αλληλουχίες σε συνδυασμούς τριών νουκλεοτιδίων mRNA Α, C, G ή U συνθέτουν αμινοξέα. Τα ριβοσώματα, οι μονάδες παραγωγής πρωτεϊνών των κυττάρων, εργάζονται για την κατασκευή νέων πρωτεϊνών από τις αλυσίδες αυτών των αμινοξέων.
Πρότυπο πρότυπο
Ο κλώνος DNA που κατασκευάζεται από το mRNA ονομάζεται κλώνος μήτρας επειδή χρησιμεύει ως πρότυπο για μεταγραφή. Ονομάζεται επίσης και ο αντιαγγελιστικός κλάδος. Ο κλώνος εκμαγείου εκτελείται σε κατεύθυνση 3 'προς 5'.
Κώδικας κωδικοποίησης
Ο κλώνος του ϋΝΑ που δεν χρησιμοποιείται ως εκμαγείο για μεταγραφή ονομάζεται κωδικοποιητικός κλώνος, επειδή αντιστοιχεί στην ίδια αλληλουχία με το mRNA που θα περιέχει τις αλληλουχίες κωδικονίου που είναι απαραίτητες για την κατασκευή πρωτεϊνών. Η μόνη διαφορά μεταξύ του κωδικοποιητικού κλώνου και του νέου κλώνου mRNA είναι αντί της θυμίνης, η ουρακίλη παίρνει τη θέση της στον κλώνο του mRNA. Ο κλώνος κωδικοποίησης ονομάζεται επίσης κλώνος νοήματος. Ο κλώνος κωδικοποίησης διατρέχει διεύθυνση 5 'προς 3'.
Οι διπλές διεργασίες μεταγραφής και μετάφρασης δεν μπορούσαν να προχωρήσουν χωρίς τη διπλή έλικα φύση της διπλής έλικας DNA.