Hva er proteinsyntese-transkripsjon?

Proteinsyntese er den cellulære prosessen med å lage proteiner. Formlene deres og instruksjonene for hvordan du lager dem er kodet i DNA. Det er nyttig å referere til prosessen i to deler. Proteinsyntese-transkripsjon kopierer DNA-koden. Oversettelse av proteinsyntese matcher koden til kjemiske forbindelser i cellen, hvis kombinasjon blir et protein.

Deoxyribonucleic acid (DNA), mesterens blåkopi av en individuell organisme, er strukturert som en dobbel helix. En god analogi er en lang stripe med vridd glidelås. Det er to tråder laget av 5-karbon sukker og fosfater. Ved å bygge bro mellom dem er sammenkoblede parvise nukleotider, som motstående tenner til en lukket glidelås. Adenin (A) matcher med tymin (T), cytosin (C) par med guanin (G), og omvendt.

Proteinsyntese-transkripsjon begynner i kjernen av en celle, der DNA "pakkes ut" av et enzym kalt helicase, noe som resulterer i to adskilte tråder. Et kritisk enzym kalt RNA-polymerase (RNAP) fester seg deretter til en av strengene for å starte en prosess som kalles forlengelse. Den identifiserer det første nukleotidet på malstrengen av DNA, og tiltrekker seg derved et fritt nukleotid som må kobles sammen med det. RNAP beveger seg deretter til neste nukleotid på DNA-strengen, og fortsetter til neste og neste til en ribonukleinsyre (RNA) kjede har blitt satt sammen.

RNA er en enkelt streng med uparede nukleotider som er i stand til å beholde sin strukturelle integritet med tilsetning av oksygenmolekyler. RNA-kjeden som er konstruert av dets polymerasemiddel, noen med mer enn 2 millioner nukleotider, kalles messenger RNA (mRNA). I teorien er mRNA ment å være et eksakt duplikat av den ubrukte enkeltstrengen med DNA som er igjen. I praksis er det ikke nøyaktig, og transkripsjonsfeil i proteinsyntese kan også oppstå.

MRNA er derfor en veldig lang kjede med bare fire forskjellige nukleotider. Sekvensen blir referert til som en transkripsjon. Et eksempel kan være AAGCAUUGAC - fire bokstaver, kanskje 2 millioner av dem, i tilsynelatende tilfeldig rekkefølge. Det er noe nyttig å analysere karbonlivet som en 4-bits bio-datamaskin i veldig stor skala. Spesiell oppmerksom er at i RNA erstattes tymin med et lignende nukleotid kalt uracil (U).

Som navnet tilsier, slipper messenger RNA sin innesperring i en cellekjerne gjennom porene langs kjernemembranen. Når cellene er i cellens cytoplasma, er dens skjebne å levere transkripsjonen av proteinsyntese, kopiert fra DNA, til strukturer som kalles ribosomer. Ribosomer er cellens proteinfabrikker, og der skjer det andre trinnet med proteinsyntese.

Den kodede sekvensen av nukleotider må oversettes. Et ribosom binder seg til mRNA og tiltrekker seg i prosessen med å lese dets sekvenser fragmenter av RNA kalt transfer RNA (tRNA), som vil ha funnet og bundet med en fri aminosyre som er spesifikk for dens korte sekvens av nukleotider. Hvis det er en fyrstikk, binder tRNA og dens last seg til ribosomet. Når ribosomet fortsetter å lese den neste sekvensen, og den neste, i en prosess også kalt forlengelse, resulterer en lang polypeptidkjede av aminosyrer.

Proteiner som skiller organisk vev i form og funksjon er de såkalte “livets byggesteiner.” De er på sin side bygget som en kjede av forskjellige aminosyrer - oversettelsen av DNA-kode slik den er transkribert av RNA for vertscellen sin mest viktig metabolske oppgave. Det gjenstår imidlertid et siste trinn for å fullføre proteinsyntese som er frustrerende vitenskapelig forståelse. I en prosess som kalles proteinfolding, bøyer, krøller, knuter den lange kjeden med aminosyrer seg og ellers til den unike strukturen. Mens superdatamaskiner har hatt en viss suksess med å brette proteinformler til sine riktige tredimensjonale former, har de fleste proteinoppgaver blitt løst intuitivt av mennesker med en økt følelse av variabel romlige dimensjoner.