Wat is eiwitsynthese-transcriptie?
Eiwitsynthese is het cellulaire proces van het maken van eiwitten. Hun formules en de instructies om ze te maken zijn gecodeerd in DNA. Het is nuttig om in twee delen naar het proces te verwijzen. Eiwitsynthese-transcriptie kopieert de DNA-code. De vertaling van de eiwitsynthese stemt de code af op chemische verbindingen in de cel, waarvan de combinatie een eiwit wordt.
Deoxyribonucleïnezuur (DNA), de hoofdblauwdruk van een individueel organisme, is gestructureerd als een dubbele helix. Een goede analogie is een lange strook verdraaide rits. Er zijn twee strengen gemaakt van 5-koolstof suikers en fosfaten. Ze overbruggen in elkaar grijpende gepaarde nucleotiden, zoals de tegenovergestelde tanden van een gesloten rits. Adenine (A) komt overeen met thymine (T), cytosine (C) paren met guanine (G) en vice versa.
Eiwitsynthese-transcriptie begint in de kern van een cel, waar DNA wordt "uitgepakt" door een enzym genaamd helicase, wat resulteert in twee gescheiden strengen. Een kritisch enzym genaamd RNA-polymerase (RNAP) hecht zich vervolgens aan een van de strengen om een proces te beginnen dat verlenging wordt genoemd. Het identificeert de eerste nucleotide op de matrijsstreng van DNA en trekt daarbij een vrije nucleotide aan die ermee moet worden gepaard. RNAP gaat dan naar de volgende nucleotide op de DNA-streng en gaat door naar de volgende en de volgende, totdat een ribonucleïnezuur (RNA) -keten is geassembleerd.
RNA is een enkele streng ongepaarde nucleotiden die zijn structurele integriteit kan behouden door toevoeging van zuurstofmoleculen. De RNA-keten die is geconstrueerd door zijn polymerase-agent, sommige met meer dan 2 miljoen nucleotiden, wordt messenger RNA (mRNA) genoemd. In theorie is mRNA bedoeld als een exacte kopie van de ongebruikte enkele DNA-streng die achterblijft. In de praktijk is het niet exact en kunnen ook transcriptiefouten met eiwitsynthese optreden.
Het mRNA is daarom een zeer lange keten van slechts vier verschillende nucleotiden. De volgorde ervan wordt een transcript genoemd. Een voorbeeld hiervan is AAGCAUUGAC - vier letters, misschien 2 miljoen, in schijnbaar willekeurige volgorde. Het is enigszins nuttig om de levensduur van koolstof te analyseren als een 4-bits biocomputer op zeer grote schaal. Van bijzonder belang is dat in RNA thymine wordt vervangen door een vergelijkbaar nucleotide dat uracil (U) wordt genoemd.
Zoals de naam al aangeeft, ontsnapt messenger RNA uit zijn opsluiting in de kern van een cel door poriën langs het kernmembraan. Eenmaal in het cytoplasma van de cel, is het zijn bestemming om de eiwitsynthese-transcriptie, gekopieerd van DNA, af te leveren aan structuren die ribosomen worden genoemd. Ribosomen zijn de eiwitfabrieken van de cel en daar vindt de tweede stap van eiwitsynthese plaats.
De gecodeerde sequentie van nucleotiden moet worden vertaald. Een ribosoom bindt aan het mRNA en trekt tijdens het lezen van zijn sequenties fragmenten van RNA aan, transfer RNA (tRNA) genaamd, die een vrij aminozuur hebben gevonden en gebonden dat specifiek is voor zijn korte sequentie van nucleotiden. Als er een match is, binden het tRNA en zijn lading aan het ribosoom. Terwijl het ribosoom doorgaat met het lezen van de volgende sequentie, en de volgende, in een proces dat ook verlenging wordt genoemd, ontstaat een lange polypeptideketen van aminozuren.
Eiwitten die organisch weefsel in vorm en functie differentiëren, zijn de zogenaamde 'bouwstenen van het leven'. Ze zijn op hun beurt opgebouwd als een keten van verschillende aminozuren - de vertaling van DNA-code zoals getranscribeerd door RNA voor de meest voorkomende gastheercel belangrijke metabolische taak. Er is echter nog een laatste stap om de eiwitsynthese te voltooien die het wetenschappelijke begrip frustreert. In een proces dat eiwitvouwen wordt genoemd, buigt de lange keten van aminozuren, krullen, knopen en wordt anders samengedrukt in zijn unieke structuur. Hoewel supercomputers enig succes hebben gehad bij het vouwen van eiwitformules in hun juiste driedimensionale vormen, zijn de meeste eiwitpuzzels intuïtief opgelost door mensen met een verhoogd gevoel van variabele ruimtelijke dimensies.