Садржај
- Транскрипција ДНК одвија се у нуклеусу
- МРНА има копију кода за протеин
- Протеине производи Рибосоми
- Превод сакупља специфични протеин према кодексу мРНА
- Алтернативно спајање и ефекти Интрона
Централна догма молекуларне биологије објашњава да је проток информација за гене из извора ДНК генетски код на ан прелазна РНА копија а онда на протеина синтетизовано из кода. Кључне идеје утемељене на догми први је предложио британски молекуларни биолог Францис Црицк 1958. године.
До 1970. године постало је опште прихваћено да је РНА направила копије специфичних гена из оригиналне двоструке спирале ДНК, а затим је била основа за производњу протеина из копираног кода.
Процес копирања гена путем транскрипције генетског кода и стварања протеина превођењем кода у ланце аминокиселина назива се Експресија гена. У зависности од ћелије и неких фактора животне средине, одређени гени се изражавају, док други остају у стању мировања. Експресија гена управља хемијским сигналима између ћелија и органа живих организама.
Откриће алтернативно спајање и проучавање некодирајућих делова ДНК названих интрони указују на то да је поступак описан у централној догми биологије компликованији него што се првобитно претпостављало. Једноставно ДНК до РНК у секвенци протеина има гране и варијације које помажу организмима да се прилагоде на променљиво окружење. Основно начело да се генетска информација креће само у једном правцу, од ДНК до РНК до протеина, остаје неупитно.
Информације кодиране протеинима не могу утицати на оригинални ДНК код.
Транскрипција ДНК одвија се у нуклеусу
ДНК спирала која кодира генетске информације организма налази се у језгру еукариотских ћелија. Прокариотске ћелије су ћелије које немају језгро, па се транскрипција, трансформација и синтеза протеина одвија у цитоплазми ћелија путем сличног (али једноставнијег) процес преписа / превођења.
У еукариотским ћелијама молекули ДНК не могу да напусте језгро, па ћелије морају копирати генетски код да би синтетизовали протеине у ћелији изван језгра. Процес копирања транскрипције покреће ензим зван РНА полимераза и има следеће фазе:
ДНК секвенца копирана у другом стадијуму садржи егзоне и интроне и претеча је месна РНА.
Да бисте уклонили интроне, пре-мРНА прамен се пресече на интертону интрон / екон. Интронски део нити чини кружну структуру и напушта прамен, омогућавајући тако да се два егзона са обе стране интрона споје. Када је уклањање интрона завршено, нови лан мРНА је зрела мРНА, и спремно је да напусти језгро.
МРНА има копију кода за протеин
Протеини су дуги низови аминокиселина спојених пептидним везама. Они су одговорни за утицај на то како ћелија изгледа и шта она ради. Они формирају ћелијске структуре и играју кључну улогу у метаболизму. Они дјелују као ензими и хормони и уграђени су у ћелијске мембране да олакшају прелазак великих молекула.
Секвенца низа аминокиселина за протеин је кодирана у ДНК спирали. Код се састоји од следећа четири азотне базе:
То су азотне базе, а свака карика у ланцу ДНК састоји се од пара пара. Гуанин формира пар са цитозином, а аденин ствара пар са тимином. Везама се дају једнословна имена, зависно од тога која база је прва у свакој вези. Основни парови се називају Г, Ц, А и Т за везе гванин-цитозин, цитозин-гванин, аденин-тимин и тимин-аденин.
Три пара пара представљају код одређене аминокиселине и називају се а кодон. Типични кодон може се назвати ГГА или АТЦ. Пошто свако од три места кодона за базни пар може имати четири различите конфигурације, укупан број кодона је 43 или 64.
Постоји око 20 аминокиселина које се користе у синтези протеина, а постоје и кодони за старт и стоп сигнале. Као резултат тога, има довољно кодона да дефинише низ аминокиселина за сваки протеин са одређеним вишком.
МРНА је копија кода једног протеина.
Протеине производи Рибосоми
Када мРНА напусти језгро, тражи се а рибосоме да синтетише протеин за који има кодирана упутства.
Рибосоми су фабрика ћелије која производи ћелијске протеине. Сачињени су од малог дела који очитава мРНА и већег дела који саставља аминокиселине у тачном редоследу. Рибосом је састављен од рибосомалне РНА и придружених протеина.
Рибосоми се налазе или плутају у ћелији цитосол или причвршћени на ћелију ендоплазматични ретикулум (ЕР), низ врећа са мембраном затворених у близини језгра. Када плутајући рибосоми производе протеине, протеини се ослобађају у ћелијском цитосолу.
Ако рибосоми везани за ЕР производе протеин, протеин се шаље изван ћелијске мембране да би се могао употребити на другом месту. Ћелије које луче хормоне и ензиме обично имају много рибосома везаних за ЕР и производе протеине за спољашњу употребу.
МРНА се везује за рибосом и трансформација кода у одговарајући протеин може започети.
Превод сакупља специфични протеин према кодексу мРНА
У ћелијској цитосолу плутају аминокиселине и мали молекули РНА пренос РНА или тРНА. Постоји молекул тРНА за сваку врсту аминокиселина која се користи за синтезу протеина.
Када рибосом прочита код мРНА, он одабире молекул тРНА за пренос одговарајуће аминокиселине у рибосом. ТРНА доноси молекулу наведене аминокиселине у рибосом, који везује молекул у исправном редоследу на ланцу аминокиселина.
Слијед догађаја је сљедећи:
Неки протеини се производе у серијама, док се други континуирано синтетишу да би се задовољиле сталне потребе ћелије. Када рибосом производи протеин, проток информација централне догме из ДНК у протеин је завршен.
Алтернативно спајање и ефекти Интрона
Недавно су проучаване алтернативе директном протоку информација предвиђеним у централној догми. У алтернативном спајању, пре-мРНА се пресече да би се уклонили интрони, али се редослед ексона у копираном низу ДНК мења.
То значи да једна секвенца кодова ДНК може створити два различита протеина. Иако се интрони одбацују као некодирајуће генетске секвенце, они могу утицати на кодирање егзоном и могу бити извор додатних гена у одређеним околностима.
Иако средишња догма молекуларне биологије остаје валидна што се тиче протока информација, детаљи како тачно информација тече из ДНК у протеине мање су линеарне него што се првобитно мислило.