Vad är kopplingen mellan nukleinsyra och proteinsyntes?
Nukleinsyra och proteinsyntes kopplas samman genom en serie steg som inträffar i biologiska celler. Den genetiska informationen om en levande organisme, som är kodad i dess deoxiribonukleinsyra (DNA), uttrycks genom syntes av proteiner. Interaktioner mellan nukleinsyra- och proteinsyntes kan delas upp i två processer: transkription, i vilken informationen i DNA transkriberas till en ribonukleinsyramall (RNA) och översättning, i vilken RNA-mallen används för att bilda ett protein.
En molekyl med DNA består av två långa kedjor av underenheter som kallas nukleotider, som är bundna till varandra för att bilda den karakteristiska dubbla spiralformen. Varje nukleotid inkluderar en molekylär komponent känd som en nukleobas, av vilken det finns fyra typer: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). I RNA ersätts tymin med uracil (U). Organismens genetiska information lagras i upprepade mönster för dessa fyra baser. Varje nukleobas bildar ett baspar med ett komplementärt nukleobas på den motsatta strängen - adenin binds med tymin eller uracil, och guanin binder till cytosin.
Under transkription, det första steget i koppling av nukleinsyra- och proteinsyntes, delar enzymer DNA i dess två beståndsdelar. En molekyl av messenger-RNA (mRNA) sätts sedan samman från den exponerade DNA-mallen. MRNA bildas av enzymer som fäster komplementära nukleobaser till dem i DNA, vilket skapar en kopia av informationen i en kedja av nukleotider. Denna kedja frigörs sedan från DNA och bildar en enkelsträngad mRNA-molekyl.
Transkription sker i cellens kärna, men nästa steg, översättning, sker i cytoplasma - specifikt på platsen för organeller kända som ribosomer. MRNA rör sig till ribosomen och avkodas i uppsättningar av tre-nukleotidkodoner. Varje kodon i mRNA motsvarar en komplementär antikodon som bärs av en överförings-RNA (tRNA) molekyl. Till exempel motsvarar mRNA-kodonet med baserna GAU tRNA-antikodon CUA.
Varje tRNA-molekyl består av nukleotid-tripletten bunden till en specifik aminosyra. När tRNA: er binds till mRNA-strängen kopplas aminosyrorna som de bär samman och bildar en polypeptidkedja. Så småningom avslutas translationen och polypeptidkedjan avslutas och bildar ett protein.
Transkription och translation länkar nukleinsyra- och proteinsyntes på flera sätt. Informationen i mRNA styr sekvensen av aminosyror i polypeptidkedjan och bestämmer således proteinet som bildas. MRNA konstrueras från den ursprungliga DNA-sekvensen. TRNA, en annan nukleinsyra, spelar också en viktig roll i konstruktionen av polypeptidkedjan. På dessa sätt är nukleinsyra och proteinsyntes biologiska begrepp som är sammankopplade.