Содержание
Перевод генетического кода из его формы дезоксирибонуклеиновой кислоты, состоящей из цепочки из четырех повторяющихся букв, в конечный белковый продукт, состоящий из аминокислот, является хорошо понятным процессом. Один из способов описать процесс состоит в том, чтобы представить, что одна нить хромосомы похожа на книжную полку, заполненную инструкциями, написанными на иностранном языке. Переводчик может взять одну книгу с полки и начать переписывать код на бумаге. Затем он переводит иностранные символы в слова, которые читатель может понять. Затем читатель приступает к созданию полезного проекта на основе переведенных инструкций.
Основы ДНК
••• Комсток / Комсток / Getty ImagesДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, обернутых вокруг друг друга двойной спиралью. Каждый нуклеотид обеих цепей обладает азотистым основанием. Каждое основание имеет присоединенную к нему молекулу аденина (A), цитозина (C), гуанина (G) или тимина (T). Две полинуклеотидные цепи связаны друг с другом посредством слабых водородных связей между C-and-G-парными молекулами и A-T-парными молекулами. Эта уникальная связь C-G / A-T позволяет временно разделить нити ДНК, в то время как фермент распаковывает двойную спираль на участки отдельных нитей для транскрипции в нити мессенджерной РНК.
Основы мРНК
Нить мессенджера РНК (мРНК) является точной копией одной нити ДНК, за исключением того, что каждый тимин (T) заменен молекулой урацила (U). Цепочка молекул мРНК, состоящая из молекул G, C A и U, расположена в виде триплетного кода, такого как CAC, UUA и CUG. Эта последовательность триплетных кодов является копией последовательности ДНК GTGAATGAC. Трехбуквенный код позднее переводится в белок с помощью специальных комплексов РНК / белок, которые распознают трехбуквенный код и создают цепочку аминокислот, которая соответствует коду. Например, код мРНК AUG сопоставляется с аминокислотой метионин.
транскрипция
Транскрипция происходит, когда фермент РНК-полимераза проезжает по определенной области одной цепи ДНК и синтезирует (транскрибирует) копию мРНК. Как правило, цепь мРНК модифицируется, будучи урезанной в нескольких определенных местах специальным ферментом, а затем воссоединяется в более короткую цепь мРНК, которая будет кодировать функциональный белок. Следовательно, исходная кодирующая цепь ДНК не транслируется напрямую в белок, но должна пройти стадию изменения в качестве мРНК для удаления бессмысленных последовательностей, которые не кодируют ген.
Перевод
Трансляция является последним этапом перевода последовательности ДНК в функциональный белок. Молекулы РНК / белкового комплекса, называемые «рибосомами», присоединяются к модифицированной цепи мРНК и переводят цепь в цепочку белковых молекул. Это достигается путем переноса молекул РНК (тРНК), которые переносят специфические аминокислоты на рибосомы, где трехбуквенные коды считываются и сопоставляются с конкретными аминокислотами. Как только аминокислотная цепь синтезируется, она обычно автоматически складывается в конформацию, которая делает ее функциональной. Вот почему одна мутация ДНК может иметь катастрофические последствия. Мутация ДНК транскрибируется в трехбуквенный код мРНК, который, в свою очередь, кодирует неправильную аминокислоту. Таким образом, это предотвращает правильное сворачивание конечной аминокислотной цепи в функциональный белок.