Sadržaj
- Transkripcija DNK odvija se u nukleusu
- MRNA sadrži kopiju koda za protein
- Proteine proizvodi Ribosomi
- Prijevod sastavlja određeni protein prema mRNA kodeksu
- Alternativno spajanje i učinci Introna
Središnja dogma molekularne biologije objašnjava da je protok podataka za gene iz izvora DNA genetski kod do an posredna RNA kopija a zatim na proteini sintetizirano iz koda. Ključne ideje utemeljene na dogmi prvi je predložila britanski molekularni biolog Francis Crick 1958. godine.
Do 1970. postalo je općeprihvaćeno da RNA izrađuje kopije specifičnih gena iz izvorne dvostruke spirale DNA, a zatim čini osnovu za proizvodnju proteina iz kopiranog koda.
Postupak kopiranja gena putem transkripcije genetskog koda i stvaranja proteina translacijom koda u lance aminokiselina naziva se ekspresija gena, Ovisno o stanici i nekim faktorima okoliša, određeni geni se izražavaju, a drugi ostaju u mirovanju. Ekspresija gena upravlja kemijskim signalima između stanica i organa živih organizama.
Otkriće alternativno spajanje i proučavanje nekodirajućih dijelova DNA zvanih introna pokazuju da je postupak opisan u središnjoj biologiji dogme složeniji nego što se u početku pretpostavljalo. Jednostavno Slijed DNK u RNK u proteinu ima grane i varijacije koje pomažu organizmima da se prilagode na promjenjivo okruženje, Osnovno načelo da se genetska informacija kreće samo u jednom smjeru, od DNK do RNK do proteina, ostaje neupitna.
Podaci kodirani proteinima ne mogu utjecati na izvorni DNK kod.
Transkripcija DNK odvija se u nukleusu
DNK spirala koja kodira genetske informacije organizma nalazi se u jezgri eukariotskih stanica. Prokariotske stanice su stanice koje nemaju jezgru, pa se transkripcija DNA, transformacija i sinteza proteina odvija u citoplazmi stanica putem slične (ali jednostavnije) transkripcija / postupak prevođenja.
U eukariotskim stanicama molekule DNK ne mogu napustiti jezgru, pa stanice moraju kopirati genetski kod da bi sintetizirale proteine u stanici izvan jezgre. Postupak kopiranja transkripcije pokreće enzim nazvan RNA polimeraza a ima sljedeće faze:
DNA slijed kopiran u drugom stupnju sadrži egzone i introne i prethodnik je glasnika RNA.
Za uklanjanje introna, the pre-mRNA žica se reže na sučelju Intron / Ekson. Intronski dio niti čini kružnu strukturu i napušta ga, omogućujući da se dva egzona s obje strane introna spoje. Kad je uklanjanje introna završeno, novi lanac mRNA je zrela mRNA, i spremna je napustiti jezgru.
MRNA sadrži kopiju koda za protein
Proteini su dugi nizovi aminokiselina spojenih peptidnim vezama. Oni su odgovorni za utjecaj na stanicu koja izgleda i što ona čini. Oni tvore stanične strukture i igraju ključnu ulogu u metabolizmu. Oni djeluju kao enzimi i hormoni i ugrađeni su u stanične membrane kako bi olakšali prijelaz velikih molekula.
Slijed niza aminokiselina proteina kodiran je u DNA spirali. Kôd se sastoji od sljedeće četiri dušične baze:
To su dušične baze, a svaka karika u lancu DNA sastoji se od baznog para. Guanin tvori par s citozinom, a adenin tvori par s timinom. Veze imaju nazive s jednim slovom, ovisno o tome koja je baza svaka od njih u svakoj vezi. Bazni parovi nazivaju se G, C, A i T za veze gvanin-citozin, citozin-gvanin, adenin-timin i timin-adenin.
Tri para para predstavljaju kod određene aminokiseline i nazivaju se a kodon, Tipični kodon mogao bi se zvati GGA ili ATC. Budući da svako od tri mjesta kodona za bazni par može imati četiri različite konfiguracije, ukupni broj kodona je 43 ili 64.
Postoji oko 20 aminokiselina koje se koriste u sintezi proteina, a postoje i kodoni za start i stop signale. Kao rezultat, ima dovoljno kodona koji mogu definirati slijed aminokiselina za svaki protein s određenim viškom.
MRNA je kopija koda za jedan protein.
Proteine proizvodi Ribosomi
Kad mRNA napusti jezgru, traži a ribosom sintetizirati protein za koji ima kodirane upute.
Ribosomi su tvornice stanice koje proizvode stanične proteine. Sačinjeni su od malog dijela koji očitava mRNA i većeg dijela koji sastavlja aminokiseline u ispravnom slijedu. Ribosom je sastavljen od ribosomalne RNA i pridruženih proteina.
Ribosomi se nalaze ili plutaju u ćeliji citozol ili pričvršćeni na ćeliju endoplazmatski retikulum (ER), niz vreća sa membranom zatvorenih u blizini jezgre. Kad plutajući ribosomi proizvode bjelančevine, proteini se otpuštaju u stanični citosol.
Ako ribosomi vezani za ER stvaraju protein, protein se šalje izvan stanične membrane da bi se mogao koristiti drugdje. Stanice koje luče hormone i enzime obično imaju mnogo ribosoma priključenih na ER i proizvode proteine za vanjsku upotrebu.
MRNA se veže na ribosom, a prijevod koda može započeti u odgovarajući protein.
Prijevod sastavlja određeni protein prema mRNA kodeksu
Plutajući u staničnoj citosolu su aminokiseline i male molekule RNA prijenos RNA ili tRNA. Postoji molekula tRNA za svaku vrstu aminokiselina koja se koristi za sintezu proteina.
Kad ribosom pročita kôd mRNA, on odabire molekulu tRNA za prijenos odgovarajuće aminokiseline u ribosom. TRNA donosi molekulu određene aminokiseline u ribosom, koja vezuje molekulu u ispravnom slijedu u lancu aminokiselina.
Slijed događaja je sljedeći:
Neki se proteini proizvode u serijama, dok se drugi kontinuirano sintetiraju kako bi se zadovoljile stalne potrebe stanice. Kad ribosom proizvodi protein, protok informacija središnje dogme iz DNK u protein je dovršen.
Alternativno spajanje i učinci Introna
Nedavno su proučavane alternative direktnom protoku informacija predviđenim u središnjoj dogmi. U alternativnom spajanju, pre-mRNA se reže kako bi se uklonili introni, ali se mijenja redoslijed eksona u kopiranom nizu DNK.
To znači da jedan slijed DNA kodova može stvoriti dva različita proteina. Iako se introni odbacuju kao nekodirajući genetski nizovi, oni mogu utjecati na kodiranje egzonom i u određenim okolnostima mogu biti izvor dodatnih gena.
Iako središnja dogma molekularne biologije i dalje vrijedi što se tiče protoka informacija, detalji kako točno informacije teče iz DNK u proteine manje su linearne nego što se prvotno mislilo.