Van DNA tot Eiwit

DNA bevat genen, sequenties van nucleotiden, waarvan sommige instructies zijn die coderen voor de reeks aminozuren in een eiwit. De stroom van genetische informatie van DNA naar RNA naar eiwit is een proces dat bekend staat als het centrale dogma. De eerste stap van dit proces is transcriptie, waarbij een RNA-polymerase-enzym een op RNA gebaseerde kopie of transcriptie van het gen synthetiseert.

Het DNA wordt gebruikt als een sjabloon waarbij elke nieuwe RNA-base die aan het transcript wordt toegevoegd, complementair is aan de oorspronkelijke DNA-streng. Sommige transcripten, genaamd messenger of mRNA, coderen voor eiwitten, terwijl niet-coderende transcripten deelnemen aan andere cellulaire processen. Ribosomaal rRNA en transfer-tRNA nemen bijvoorbeeld deel aan eiwitsynthese.

De volgende stap is de vertaling, waarbij mRNA wordt gedecodeerd om een keten van aminozuren te synthetiseren. Er wordt een reeks instructies gebruikt die bekend staan als de genetische code om het mRNA te lezen. De meeste organismen gebruiken dezelfde universele code die is samengesteld uit drie nucleotidegroepen die codons worden genoemd en die zich vertalen in specifieke aminozuren.

Er zijn 64 verschillende nucleotide-tripletten, maar slechts 20 standaardaminozuren in eiwitten die de code degenereren, dat wil zeggen, meerdere codonsets kunnen dezelfde instructie geven. Eenenzestig sets coderen voor aminozuren, en drie signaleren het stoppen van de vertaling. Met behulp van tRNA vindt translatie plaats op het ribosoom, een groot complex van rRNA's en eiwitten.

tRNA heeft een lusstructuur met drie haarspeldbochten. Een lus bevat een sequentie genaamd anticodon, die complementaire basen heeft aan het codon. Een aminozuur dat overeenkomt met deze sequentie is aan het einde van het tRNA bevestigd, dat het naar het ribosoom transporteert.

Eiwitten die initiatiefactoren worden genoemd, brengen de kleine ribosoomeenheid, een initiator-tRNA en het mRNA samen. Na de montage van het complex glijdt het ribosoom langs het mRNA op zoek naar de startplaats van de vertaling. Hier bindt het initiator-tRNA-anticodon aan het complementaire codon;de grote ribosoomeenheid bindt zich aan het samenstel en de vertaling wordt geïnitieerd.

Wanneer het volgende tRNA binnenkomt, wordt het aminozuur van de initiator losgemaakt en overgebracht naar het naburige aminozuur, wat resulteert in een groeiende polypeptideketen. De toevoeging van aminozuren gaat door totdat een stopcodon wordt gedetecteerd in het mRNA. Het ribosoom laat vervolgens de keten los zodat deze zich kan vouwen tot een functioneel eiwit.