Proteiinisynteesi vs DNA-replikaatio
Proteiinit ja DNA tarjoavat kaikkein perustavanlaatuisimman ulkoasun elämän ylläpitämiseksi maapallolla. Itse asiassa proteiinit määräävät organismien muodon ja toiminnot, kun taas DNA säilyttää siihen tarvittavat tiedot. Näin ollen proteiinin synteesi ja DNA-replikaatio voidaan ymmärtää äärimmäisen tärkeinä prosesseina, jotka tapahtuvat elävissä soluissa. Molemmat nämä prosessit alkavat nukleiinihapposäikeen nukleotidisekvenssistä, mutta ne ovat erilaisia reittejä. Molempien prosessien tärkeät vaiheet selitetään ja niiden välisiä eroja käsitellään tässä artikkelissa.
Proteiinisynteesi
Proteiinisynteesi on biologinen prosessi, joka tapahtuu organismisolujen sisällä kolmessa päävaiheessa, jotka tunnetaan nimellä transkriptio, RNA-käsittely ja käännös. Transkriptiovaiheessa DNA-juosteessa olevan geenin nukleotidisekvenssi transkriptoidaan RNA: ksi. Tämä ensimmäinen vaihe on hyvin samanlainen kuin DNA-replikaatio, paitsi että tulos on säde RNA: lla proteiinisynteesissä. DNA-juoste, joka puretaan DNA-helikaasientsyymillä, RNA-polymeraasi kiinnittyy promoottorina tunnetun geenin aloituskohtaan ja RNA-juoste syntetisoidaan geeniä pitkin. Tämä äskettäin muodostunut RNA-juoste tunnetaan lähettimen RNA: na (mRNA).
MRNA-juoste vie nukleotidisekvenssin ribosomeihin RNA-prosessointia varten. Spesifiset tRNA (transfer RNA) -molekyylit tunnistavat merkitykselliset aminohapot sytoplasmassa. Sen jälkeen tRNA-molekyylit kiinnittyvät spesifisiin aminohappoihin. Jokaisessa tRNA-molekyylissä on kolmen nukleotidin sekvenssi. Sytoplasman ribosomi on kiinnittynyt mRNA-juosteeseen, ja aloituskodoni (promoottori) tunnistetaan. TRNA-molekyylit, joissa on vastaavat mRNA-sekvenssin nukleotidit, siirretään ribosomin suureen alayksikköön. Kun tRNA-molekyylit tulevat ribosomiin, vastaava aminohappo sitoutuu sekvenssin seuraavaan aminohappoon peptidisidoksen kautta. Tämä viimeinen vaihe tunnetaan käännöksenä; todellakin tässä tapahtuu varsinainen proteiinisynteesi.
Proteiinin muoto määritetään ketjun erityyppisten aminohappojen kautta, jotka kiinnittyivät tRNA-molekyyleihin, mutta tRNA on spesifinen mRNA-sekvenssille. Näin ollen on selvää, että proteiinimolekyylit kuvaavat DNA-molekyyliin tallennettuja tietoja. Proteiinisynteesi voidaan kuitenkin aloittaa myös RNA-juosteesta.
DNA kopiointi
DNA-replikaatio on prosessi, jolla tuotetaan kaksi identtistä DNA-säiettä yhdestä, ja se käsittää sarjan prosesseja. Kaikki nämä prosessit tapahtuvat solusyklin tai solujakauman välivaiheen S-vaiheen aikana. Se on energiaa vievä prosessi, ja pääasiassa kolme pääentsyymiä, jotka tunnetaan nimellä DNA-helikaasi, DNA-polymeraasi ja DNA-ligaasi, osallistuvat tämän prosessin säätelyyn. Ensinnäkin, DNA-helikaasi hajottaa DNA-juosteen kaksoiskierre-rakenteen rikkomalla vetysidokset vastakkaisten säikeiden typpipohjien välillä. Tämä purkaminen alkaa DNA-juosteen päästä eikä keskeltä. Siksi DNA-helikaasia voidaan pitää restriktioeksonukleaasina.
Kun yksijuosteisen DNA: n typpipitoiset emäkset on paljastettu, vastaavat deoksiribonukleotidit järjestetään emässekvenssin mukaan ja vastaavat vetysidokset muodostetaan DNA-polymeraasientsyymillä. Tämä erityinen prosessi tapahtuu molemmilla DNA-säikeillä. Lopuksi fosfodiesterisidokset muodostuvat peräkkäisten nukleotidien välille DNA-juosteen täydentämiseksi käyttämällä DNA-ligaasientsyymiä. Kaikkien näiden vaiheiden lopussa kaksi identtistä DNA-juosetta muodostuu vain yhdestä emo-DNA-juosteesta.
Ero proteiinisynteesin ja DNA-replikaation välillä
