От ДНК к белку

ДНК содержит гены, последовательности нуклеотидов, некоторые из которых являются инструкциями, кодирующими последовательность аминокислот в белке. Поток генетической информации от ДНК к РНК и белку это процесс, известный как Центральная догма молекулярной биологии. Первым шагом этого процесса является транскрипция, когда фермент РНК-полимераза синтезирует копию на основе РНК или транскрипт гена.

ДНК используется в качестве матрицы, где каждое новое основание РНК, добавляемое к транскрипту, комплементарно исходной цепи ДНК. Некоторые транскрипты, называемые мессенджерами или мРНК, кодируют белки, а некодирующие участвуют в других клеточных процессах. Например, рибосомная рРНК и транспортная тРНК участвуют в синтезе белка.

Следующим шагом является трансляция, когда мРНК расшифровывается для синтеза цепочки аминокислот. Набор инструкций, известный как генетический код, используется для чтения мРНК. Большинство организмов используют тот же универсальный код, состоящий из трех групп нуклеотидов, называемых кодонами, которые переводятся в определенные аминокислоты.

Существует 64 различных триплета нуклеотидов, но только 20 стандартных аминокислот в белках делают код вырожденным, то есть несколько наборов кодонов могут давать одну и ту же инструкцию. Шестьдесят один устанавливает код для аминокислот, а три сигнализируют об остановке трансляции. Трансляция происходит в рибосоме, большом комплексе рРНК и белков, с помощью тРНК.

тРНК имеет трехшпилечную петлевую структуру. Одна петля содержит последовательность, называемую антикодоном, которая имеет основания, дополняющие кодон. Аминокислота, соответствующая этой последовательности, прикрепляется к концу тРНК, которая транспортирует ее в рибосому.

Белки, называемые факторами инициации, объединяют небольшую единицу рибосомы, тРНК инициатора и мРНК. После сборки комплекса рибосома скользит по мРНК в поисках стартовой площадки трансляции. Здесь антикодон тРНК инициатора связывается с комплементарным кодоном;большая единица рибосомы связывается со сборкой, и начинается трансляция.

Когда входит следующая тРНК, аминокислота от инициатора отделяется и переносится на соседнюю аминокислоту, что приводит к росту полипептидной цепи. Добавление аминокислот продолжается до тех пор, пока в мРНК не будет обнаружен стоп-кодон. Затем рибосома освобождает цепь, чтобы она могла складываться в функциональный белок.