תוֹכֶן
חומצה deoxyribonucleic מולקולה דו-גדילית, בצורת סליל, מאחסנת את הקוד הגנטי עבור מרבית האורגניזמים. ה- DNA לא מכיל רק הוראות גנטיות לחלוקת תאים ורבייה, אלא שהוא גם מתפקד כבסיס לאלפי חלבונים. זה כרוך בשני תהליכים: תמלול ותרגום.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
לצורך סינתזת חלבון, יש ליצור RNA של מסנג'ר משכבה אחת של DNA המכונה גדיל התבנית. הגדיל האחר, הנקרא גדיל הקידוד, תואם את ה- RNA של המסר ברצף למעט השימוש בו באורציל במקום תימין.
תמלול
לצורך סינתזת חלבון, ראשית יש להעתיק DNA לחומצה ריבונוקליאית של המסנג'ר, או ל- mRNA. תהליך זה נקרא תעתיק. ה- mRNA מחזיק במידע הקידוד לייצור חלבונים. בניגוד ל- DNA, RNA הוא חד-גדילי ואינו בעל צורה סלילית.הוא מכיל ריבוז במקום deoxyribose, ובסיסי הנוקלאוטידים שלו נבדלים זה מזה בכך שיש בו אורציל (U) במקום תימין (T).
בתחילה, על האנזים RNA פולימראז להרכיב את מולקולת הטרום mRNA המשלימה קטע משני גדילי ה- DNA האחד. מכיוון שהמטרה אינה שכפול אלא סינתזת חלבון, רק גדיל אחד של DNA זקוק להעתקה. הפולימראז RNA מתחבר לראשונה לסליל הכפול של ה- DNA ועובד עם חלבונים הנקראים גורמי שעתוק כדי לקבוע איזה מידע זקוק לתמלול. גורמי הפולימרז RNA וגורמי התמלול נקשרים לחוט DNA זה, המכונה גדיל התבנית.
היחידה של גורמי פולימראז RNA וגורמי שעתוק עוברת לאורך הגדיל בכיוון 3 'עד 5' (3 פריים עד 5 פריים) והופכת גדיל חדש של mRNA עם זוגות בסיס משלימים. פולימראז RNA בונה את ה- mRNA עם נוקלאוטידים נוספים בהארכה. הנוקלאוטידים המשלימים ב- mRNA, לעומת זאת, נבדלים מ- DNA בכך שהאורציל מחליף תימין. ה- mRNA פועל בכיוון של 5 עד 3 '(5 פריים עד 3 פריים). לאחר הפסקת ההתארכות, mRNA נפרד מגדול ה- DNA בסיום. ואז mRNA משמש גם בתפקיד שליח בתא, או שהוא משמש להיווצרות חלבונים, או לתרגום.
תרגום
ה- mRNA שהורכב לאחרונה יכול להתחיל בתרגום. תרגום כרוך בקריאת ה- mRNA ליצירת חלבונים חדשים. קודונים, רצפים בשילובים של שלושה נוקלאוטידים mRNA A, C, G או U מרכיבים חומצות אמינו. ריבוזומים, יחידות לייצור חלבונים של תאים, פועלים לבניית חלבונים חדשים משרשראות של חומצות האמינו.
סטרנד תבנית
גדיל ה- DNA שממנו mRNA בנוי נקרא גדיל התבנית מכיוון שהוא משמש כתבנית לתמלול. זה נקרא גם גדיל האנטי-סנס. גדיל התבנית פועל בכיוון 3 עד 5 '.
קידוד סטרנד
גדיל ה- DNA שלא משמש כתבנית לתמלול נקרא גדיל הקידוד, מכיוון שהוא תואם לאותה רצף כמו ה- mRNA שיכיל את רצפי הקודונים הנחוצים לבניית חלבונים. ההבדל היחיד בין גדיל הקידוד לחוט ה- mRNA החדש הוא במקום תימין, האורציל תופס את מקומו בגדיל ה- mRNA. גדיל הקידוד נקרא גם גדיל הסנס. גדיל הקידוד פועל בכיוון 5 עד 3 '.
התהליכים הכפולים של התמלול והתרגום לא יכלו להתקיים ללא הטבע החוט-כפול של הסליל הכפול של ה- DNA.