Jaki jest związek między kwasem nukleinowym a syntezą białek?
Synteza kwasu nukleinowego i białek jest połączona przez szereg etapów występujących w komórkach biologicznych. Informacje genetyczne żywego organizmu, które jest kodowane w jego kwasie deoksyrybonukleinowym (DNA), są wyrażane poprzez syntezę białek. Interakcje syntezy kwasu nukleinowego i białek można podzielić na dwa procesy: transkrypcja, w których informacja w DNA jest transkrybowana na szablonie kwasu rybonukleinowego (RNA), a tłumaczenie, w którym matryca RNA jest używana do utworzenia białka.
Cząsteczka DNA składa się z dwóch długich łańcuchów podjednostek zwanych nukleotydami, które są ze sobą związane, tworząc charakterystyczny kształt podwójnej helisy. Każdy nukleotyd zawiera składnik molekularny znany jako nukleobaza, z której istnieją cztery typy: adenina (A), guanina (G), cytozyna (C) i tymina (T). W RNA tyminę zastępuje się uracylem (U). Informacje genetyczne organizmu są przechowywane w powtarzających się wzorcach tych czterech baz. Każde jądraE tworzy parę zasad z komplementarną nukleobazą na przeciwnej nici - adenina wiąże się z tyminą lub uracylem, a guanina wiąże się z cytozyną.
Podczas transkrypcji, pierwszy krok w łączeniu syntezy kwasu nukleinowego i białek, enzymy podzielą DNA na jego dwie struny składowe. Cząsteczkę przekaźnika RNA (mRNA) jest następnie składana z odsłoniętego szablonu DNA. MRNA powstaje przez enzymy, które dołączają uzupełniające się nukleobazy do tych w DNA, tworząc kopię informacji w łańcuchu nukleotydów. Ten łańcuch jest następnie uwalniany z DNA, tworząc jednoniciową cząsteczkę mRNA.
Transkrypcja występuje w jądrze komórki, ale następny krok, tłumaczenie, występuje w cytoplazmie - szczególnie w miejscu organelli zwanych rybosomami. MRNA porusza się do rybosomu i jest dekodowany w zestawach kodonów trzech nukleotydów. Każdy kodon w mRNA odpowiadaS do uzupełniającego się antykodonu przenoszonego przez cząsteczkę RNA (TRNA). Na przykład kodon mRNA z zasadami ga odpowiada antykodonowi TRNA CUA.
Każda cząsteczka TRNA składa się z tripletu nukleotydowego przyłączonego do określonego aminokwasu. Gdy TRNA wiąże się z nici mRNA, aminokwasy, które niosą razem, tworząc łańcuch polipeptydowy. Ostatecznie tłumaczenie jest zakończone, a łańcuch polipeptydowy jest zakończony, tworząc białko.
Transkrypcja i translacja łączą syntezę kwasu nukleinowego i białek na wiele sposobów. Informacje w mRNA kontrolują sekwencję aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym, a tym samym określają powstanie białka. MRNA jest skonstruowany z oryginalnej sekwencji DNA. TRNA, kolejny kwas nukleinowy, również odgrywa ważną rolę w konstruowaniu łańcucha polipeptydowego. W ten sposób synteza kwasu nukleinowego i białka są koncepcjami biologicznymi, które są misternie powiązane.