תוֹכֶן
כשאתה חושב על החומר הגנטי שלך, אתה כנראה מציין את הגנים האחראים לצבע העיניים שלך או לגובה שלך. אמנם ה- DNA שלך בהחלט קובע היבטים במראה שלך, אך הוא גם מקודד לכל המולקולות המאפשרות למערכות גופך לתפקד. סינתזת מולקולות אלו מחייבת מתווך בכדי להעביר את ה- DNA כחול מהגרעין ולשאר התא. התפקיד החשוב הזה שייך ל- RNA המסנג'ר.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
DNA דו-חוטים מכיל בסיסים (A, T, G ו- C) שמתקשרים תמיד באותם זוגות (A-T ו- G-C). במהלך התעתיק, פולימראז RNA נודע לאורך גדיל התבנית ה- DNA, מקודד RNA מסנג'ר קצר, חד-גדילי התואם את גדיל קידוד ה- DNA עם בסיס חמישי (U), אשר מחליף כל T. רצף TCGTTAG. רצף ה- mRNA AGCAAUC תואם את רצף גדיל הקידוד עם שינוי U / T.
מהי תמלול?
תהליך התמלול מאפשר לאנזים הנקרא פולימראז RNA להיקשר לדנ"א שלך ולפתח את קשרי המימן המחזיקים את שני הגדילים זה בזה. זה יוצר בועה של DNA פתוח באורך עשרה בסיסים. כאשר האנזים נע לאורך רצף ה- DNA הקטן הזה, הוא קורא את הקוד ומייצר גדיל קצר של RNA messenger (mRNA) התואם את גדיל הקידוד של ה- DNA שלך. ה- mRNA יוצא אז מהגרעין, ומביא את החלק הזה של הקוד הגנטי שלך לציטופלסמה, שם ניתן להשתמש בקוד לבניית מולקולות כמו חלבונים.
הבנת זוגות בסיס
הקידוד בפועל של תעתיק mRNA מאוד פשוט. ה- DNA מכיל ארבעה בסיסים: אדנין (A), תימין (T), גואנין (G) וציטוזין (C). מכיוון ש- DNA הוא גדיל כפול, הגדילים מחזיקים יחדיו במקום בו הבסיסים מזדווגים. A תמיד מזדווג עם T, ו- G תמיד מזדווג עם C.
מדענים מכנים את שני גדילי ה- DNA שלך כקוד קידוד וחוט התבנית. פולימראז RNA בונה את תעתיק ה- mRNA באמצעות גדיל התבנית. כדי להמחיש דמיין, דמיין שגדול הקידוד שלך קורא AGCAATC. מכיוון שחוט התבנית חייב להכיל זוגות בסיס שמתקשרים במדויק עם גדיל הקידוד, התבנית קוראת TCGTTAG.
בניית תמלילי mRNA
עם זאת, mRNA מכיל הבדל מהותי ברצף שלו: במקום כל תימין (T), mRNA מכיל תחליף אורסיל (U). תימין ואורציל כמעט זהים. מדענים מאמינים כי הקשר A-T אחראי להיווצרות הסליל הכפול; מכיוון ש- mRNA הוא רק גדיל אחד קטן ואינו צריך להתפתל, החלפה זו מקלה על העברת המידע למכונות התא שלך.
בהתבוננות ברצף הקודם, תעתיק mRNA שנבנה באמצעות גדיל התבנית היה קורא AGCAAUC מכיוון שהוא מכיל את הבסיסים המתאימים עם גדיל התבנית של ה- DNA (עם החלפת האורציל). אם אתה משווה את גדיל הקידוד (AGCAATC) לתמלול זה (AGCAAUC), אתה יכול לראות שהם בדיוק זהים למעט שינוי התימין / האורציל. כאשר ה- mRNA נוסע אל הציטופלסמה כדי לספק כחול זה, הקוד שהוא נושא תואם את רצף הקידוד המקורי.
מדוע ענייני תמלול
לפעמים התלמידים מקבלים משימות המבקשות מהם לרשום את שינויי הרצף בין גדיל קידוד לחוט תבנית ל- mRNA, ככל הנראה כדרך לעזור לתלמיד ללמוד את תהליך השעתוק. בחיים האמיתיים, הבנת הרצפים הללו היא מכריעה מכיוון שאפילו שינויים קטנים במיוחד (כמו החלפת בסיס יחיד) יכולים לשנות את החלבון המסונתז. לפעמים מדענים אפילו מתחקים אחר מחלות אנושיות חזרה לשינויים או מוטציות זעירות אלה. זה מאפשר למדענים ללמוד מחלות אנושיות ולחקור כיצד עובדים תהליכים כמו שעתוק וסינתזת חלבון.
ה- DNA שלך אחראי לתכונות ברורות כמו צבע עיניים או גובה אך גם למולקולות שגופך בונה ומשתמש בהן. לימוד הרצף משתנה מקידוד ה- DNA לתבנית ה- DNA ל- mRNA הוא הצעד הראשון להבנת התהליכים הללו.