Hvad er proteinsyntesetranskription?
Proteinsyntese er den cellulære proces med at skabe proteiner. Deres formler og instruktioner til, hvordan man fremstiller dem, er kodet i DNA. Det er nyttigt at henvise til processen i to dele. Proteinsyntese-transkription kopierer DNA-koden. Proteinsynteseoversættelse matcher koden til kemiske forbindelser i cellen, hvis kombination bliver et protein.
Deoxyribonucleic acid (DNA), en individuel organisms mesters opskrift, er struktureret som en dobbelt helix. En god analogi er en lang strimmel med snoet lynlås. Der er to strenge lavet af 5-carbon sukker og fosfater. Broen mellem dem er sammenkoblede parrede nukleotider, ligesom de modstående tænder på en lukket lynlås. Adenin (A) matcher med thymin (T), cytosin (C) par med guanin (G), og vice versa.
Proteinsyntese-transkription begynder i kernen i en celle, hvor DNA "udpakkes" af et enzym kaldet helikase, hvilket resulterer i to adskilte strenge. Et kritisk enzym kaldet RNA-polymerase (RNAP) binder sig derefter til en af strengene for at begynde en proces, der kaldes forlængelse. Den identificerer det første nukleotid på DNA-skabelonstrengen og tiltrækker derved et frit nukleotid, der skal parres med det. RNAP bevæger sig derefter til det næste nukleotid på DNA-strengen og fortsætter til det næste og det næste, indtil en ribonukleinsyre (RNA) kæde er blevet samlet.
RNA er en enkelt streng uparrede nukleotider, der er i stand til at bevare dens strukturelle integritet med tilsætning af iltmolekyler. RNA-kæden, der er konstrueret af dens polymeraseagent, nogle med mere end 2 millioner nukleotider, kaldes messenger RNA (mRNA). I teorien er det meningen, at mRNA er en nøjagtig duplikat af den ubrugte enkeltstreng af DNA, der er tilbage. I praksis er det ikke nøjagtigt, og proteinsyntesetranskriptionsfejl kan også forekomme.
MRNA er derfor en meget lang kæde med kun fire forskellige nukleotider. Dets sekvens kaldes en transkription. Et eksempel kan være AAGCAUUGAC - fire bogstaver, måske 2 millioner af dem, i tilsyneladende tilfældig rækkefølge. Det er noget nyttigt at analogisere kulstoflivet som en 4-bit biocomputer i meget stor skala. Af særlig bemærkning er, at i RNA erstattes thymin med et lignende nukleotid kaldet uracil (U).
Som navnet antyder, slipper messenger RNA sin indeslutning i en celles kerne gennem porer langs kernemembranen. Når det er inden i cellens cytoplasma, er dens skæbne at levere proteinsyntesetranskription, kopieret fra DNA, til strukturer kaldet ribosomer. Ribosomer er cellens proteinfabrikker, og der forekommer det andet trin i proteinsyntese.
Den kodede sekvens af nukleotider skal oversættes. Et ribosom binder til mRNA og tiltrækker i processen med at læse dets sekvenser fragmenter af RNA kaldet transfer RNA (tRNA), som vil have fundet og bundet med en fri aminosyre, der er specifik for dens korte sekvens af nukleotider. Hvis der er en fyrstik, binder tRNA'et og dets last til ribosomet. Når ribosomet fortsætter med at læse den næste sekvens, og den næste, i en proces, der også kaldes forlængelse, opnås en lang polypeptidkæde af aminosyrer.
Proteiner, der differentierer organisk væv i form og funktion, er de såkaldte ”livets byggesten”. De er til gengæld bygget som en kæde af forskellige aminosyrer - oversættelsen af DNA-kode som transkribert af RNA for dens værtscelle mest vigtig metabolsk opgave. Der er dog et sidste trin tilbage til at afslutte proteinsyntesen, der er frustrerende videnskabelig forståelse. I en proces, der kaldes proteinfoldning, bøjes, krøller, knobes og ellers en lang række kæder af aminosyrer ind i dens unikke struktur. Mens supercomputere har haft en vis succes med at folde proteinformler til deres korrekte tredimensionelle former, er de fleste proteinpuslespil blevet løst intuitivt af mennesker med en øget fornemmelse af variable rumlige dimensioner.