DNA (deoxyribonucleïnezuur) is het genetische materiaal van al het bekende leven, van de eenvoudigste eencellige bacterie tot de meest prachtige vijf-ton olifant op de Afrikaanse vlakte. "Genetisch materiaal" verwijst naar de moleculen die twee belangrijke sets instructies bevatten: een voor het maken van eiwitten voor de huidige behoeften van de cel en de andere voor het maken van kopieën van zichzelf of repliceren, zodat exact dezelfde genetische code kan worden gebruikt door de toekomst generaties cellen.

De cel lang genoeg in leven houden om zich voort te planten, vereist een groot aantal van deze eiwitproducten, die DNA bestelt via het mRNA (messenger ribonucleïnezuur) dat het creëert als gezant voor de ribosomen, waar eiwitten zijn eigenlijk gesynthetiseerd.

Het coderen van genetische informatie door DNA in messenger RNA wordt transcriptie genoemd, terwijl het maken van eiwitten op basis van aanwijzingen van mRNA vertaling wordt genoemd. van eiwitten via peptidebindingen om lange ketens van aminozuren of de monomeren in dit schema te vormen. Er bestaan 20 verschillende aminozuren, en het menselijk lichaam heeft er een aantal nodig om te overleven.

De eiwitsynthese in vertaling omvat een gecoördineerde vergadering van mRNA, aminoacyl-tRNA-complexen en een paar ribosomale subeenheden, onder andere spelers.
Nucleïnezuren: een overzicht

Nucleïnezuren bestaan uit zich herhalende subeenheden of monomeren, nucleotiden genaamd. Elk nucleotide bestaat uit drie afzonderlijke componenten: een ribose
(vijf-koolstof) suiker, een tot drie fosfaatgroepen
en een stikstofbase
.

Elk nucleïnezuur heeft een van de vier mogelijke basen in elk nucleotide, waarvan er twee purines zijn en twee pyrimidines. De verschillen in de basen tussen nucleotiden is wat verschillende nucleotiden hun essentiële karakter geeft.

Nucleotiden kunnen bestaan buiten nucleïnezuren, en in feite zijn sommige van deze nucleotiden centraal in het gehele metabolisme. De nucleotiden adenosinedifosfaat (ADP) en adenosinetrifosfaat (ATP) vormen de kern van de vergelijkingen waarin energie voor cellulair gebruik wordt gewonnen uit de chemische bindingen van voedingsstoffen.

De nucleotiden in nucleïnezuren hebben echter slechts één fosfaat, dat wordt gedeeld met de volgende nucleotide in de nucleïnezuurstreng.
Basisverschillen tussen DNA en RNA

Op moleculair niveau verschilt DNA op twee manieren van RNA. Een daarvan is dat de suiker in DNA deoxyribose is, terwijl het in RNA ribose is (vandaar hun respectieve namen). Deoxyribose verschilt van ribose doordat het, in plaats van een hydroxyl (-OH) groep op de koolstofpositie nummer 2 te hebben, een waterstofatoom (-H) heeft. Deoxyribose is dus één zuurstofatoom kort van ribose, vandaar "deoxy".

Het tweede structurele verschil tussen de nucleïnezuren ligt in de samenstelling van hun stikstofbasen. DNA en RNA bevatten beide de twee purinebasen adenine (A) en guanine (G) evenals de pyrimidine-base cytosine (C). Maar terwijl de tweede pyrimidinebase in DNA thymine (T) in RNA is, is deze base uracil (U).

In nucleïnezuren bindt A namelijk aan en alleen aan T (of U, als de molecuul is RNA), en C bindt en alleen aan G. Deze specifieke en unieke complementaire basenpaarregeling is vereist voor de juiste overdracht van DNA-informatie naar mRNA-informatie in transcriptie en mRNA-informatie naar tRNA-informatie tijdens de vertaling.
Andere verschillen Tussen DNA en RNA

Op macroniveau is DNA dubbelstrengs terwijl RNA enkelstrengs is. In het bijzonder neemt DNA de vorm aan van een dubbele helix, die lijkt op een ladder die aan beide uiteinden in verschillende richtingen is gedraaid.

De strengen zijn aan elk nucleotide gebonden door hun respectieve stikstofbasen. Dit betekent dat een "A" -dragende nucleotide alleen een "T" -dragende nucleotide op zijn "partner" -nucleotide kan hebben. Dit betekent dat de twee DNA-strengen samen complementair aan elkaar zijn.

DNA-moleculen kunnen duizenden basen zijn (of beter gezegd, basenparen
) lang . In feite is een menselijk chromosoom niets meer dan een enkele zeer lange DNA-streng in combinatie met veel eiwitten. Alle soorten RNA-moleculen zijn daarentegen relatief klein.

DNA wordt ook voornamelijk gevonden in de kernen van eukaryoten, maar ook in mitochondria en chloroplasten. Het meeste RNA daarentegen bevindt zich in de kern en het cytoplasma. Ook, zoals je snel zult zien, komt RNA in verschillende typen.
Soorten RNA

RNA komt in drie primaire typen. De eerste is mRNA, dat is gemaakt van een DNA-sjabloon tijdens transcriptie in de kern. Eenmaal voltooid, baant de mRNA-streng zich een weg uit de kern via een porie in de nucleaire envelop en eindigt de show op het ribosoom, de site van eiwitvertaling.

De tweede type RNA is transfer RNA (tRNA). Dit is een kleiner nucleïnezuurmolecuul en wordt geleverd in 20 subtypen, één voor elk aminozuur. Het doel ervan is om zijn "toegewezen" aminozuur naar de translatieplaats op het ribosoom te brengen, zodat het aan de groeiende polypeptideketen (klein eiwit, vaak in uitvoering) kan worden toegevoegd.

Het derde type RNA is ribosomaal RNA (rRNA). Dit type RNA vormt een significante fractie van de massa ribosomen met eiwitten die specifiek zijn voor ribosomen die de rest van de massa vormen.
Before Translation: Een mRNA-sjabloon maken

Het vaak geciteerde "centrale dogma" "van moleculaire biologie is DNA tot RNA tot eiwit
. Nog bondiger geformuleerd, het zou kunnen worden getranscribeerd naar vertaling
. Transcriptie is de eerste definitieve stap in de richting van eiwitsynthese en is een van de voortdurende behoeften van elke cel.

Dit proces begint met het afwikkelen van het DNA-molecuul in afzonderlijke strengen zodat de enzymen en nucleotiden die deelnemen aan transcriptie ruimte hebben om naar de scène te gaan.

Vervolgens wordt langs een van de DNA-strengen een streng mRNA samengesteld met behulp van het enzym RNA-polymerase. Deze mRNA-streng heeft een basensequentie die complementair is aan die van de templatestreng, behalve dat U verschijnt waar T in DNA zou verschijnen.