Sinteza beljakovin proti replikaciji DNA
Beljakovine in DNK zagotavljajo najbolj temeljno postavitev za vzdrževanje življenja na Zemlji. Pravzaprav beljakovine določajo obliko in funkcije organizmov, medtem ko DNA hrani informacije, potrebne za to. Zato bi sintezo replikacije beljakovin in DNA lahko razumeli kot izjemno pomembne procese, ki potekajo v živih celicah. Oba postopka se začneta iz nukleotidnega zaporedja verige nukleinske kisline, vendar gre za različni poti. Pojasnjeni so pomembni koraki obeh procesov in razlike med njimi v tem članku.
Sinteza beljakovin
Sinteza beljakovin je biološki proces, ki poteka znotraj celic organizmov v treh glavnih korakih, znanih kot transkripcija, predelava RNA in prevajanje. V koraku transkripcije se nukleotidno zaporedje gena v verigi DNA prepiše v RNA. Ta prvi korak je zelo podoben replikaciji DNK, le rezultat je veriga RNA v sintezi beljakovin. Veriga DNA, ki jo demontiramo z encimom DNA helikaze, je RNA polimeraza pritrjena na točno določenem mestu začetka gena, znanega kot promotor, in veriga RNA se sintetizira vzdolž gena. Ta novonastala veriga RNA je znana kot messenger RNA (mRNA).
Veriga mRNA odpelje nukleotidno zaporedje v ribosome za obdelavo RNA. Specifične molekule tRNA (transfer RNA) bodo prepoznale ustrezne aminokisline v citoplazmi. Po tem so molekule tRNA vezane na določene aminokisline. V vsaki molekuli tRNA je zaporedje treh nukleotidov. Na verigo mRNA je pritrjen ribosom v citoplazmi in identificiran je začetni kodon (promotor). Molekule tRNA z ustreznimi nukleotidi za zaporedje mRNA se premaknejo v veliko podenoto ribosoma. Ko molekule tRNA pridejo do ribosoma, je ustrezna aminokislina vezana na naslednjo aminokislino v zaporedju preko peptidne vezi. Ta zadnji korak je znan kot prevod; dejansko tu poteka dejanska sinteza beljakovin.
Oblika beljakovin se določi z različnimi vrstami aminokislin v verigi, ki so bile vezane na molekule tRNA, tRNA pa so specifične za zaporedje mRNA. Zato je jasno, da molekule beljakovin prikazujejo informacije, shranjene v molekuli DNA. Vendar pa bi lahko sintezo beljakovin sprožili tudi iz verige RNA.
Replikacija DNA
Replikacija DNA je postopek izdelave dveh enakih verig DNA iz enega in vključuje vrsto postopkov. Vsi ti procesi se odvijajo v fazi S medfaze celičnega cikla ali delitve celic. Je proces, ki porablja energijo in pri uravnavanju tega procesa sodelujejo predvsem trije glavni encimi, znani kot DNA helikaza, DNA polimeraza in DNA ligaza. Najprej DNA helikaza razgradi strukturo dvojne vijačnice verige DNA tako, da pretrga vodikove vezi med dušikovimi bazami nasprotnih verig. To razstavljanje se začne s konca verige DNA in ne s sredine. Zato bi lahko DNA helikazo obravnavali kot restrikcijsko eksonukleazo.
Po izpostavitvi dušikovih baz enoverižne DNA se ustrezni deoksiribonukleotidi razvrstijo v skladu z baznim zaporedjem in ustrezne vodikove vezi tvorijo encimi DNA polimeraze. Ta postopek poteka na obeh verigah DNA. Končno se med zaporednimi nukleotidi tvorijo fosfodiesterske vezi, da se DNA encim dopolni z DNA ligazo. Na koncu vseh teh korakov iz samo enega verige maternične DNA nastaneta dve enaki verigi DNA.
Razlika med sintezo beljakovin in replikacijo DNA
