Door Timothy Boyer , Moleculair bioloog – bijgewerkt op 30 augustus 2022

DNA:de blauwdruk van het leven

DNA is een dubbelhelisch polymeer dat bestaat uit twee antiparallelle polynucleotidestrengen. Elke streng draagt ​​een reeks nucleotiden, elk met een stikstofbase:adenine (A), cytosine (C), guanine (G) of thymine (T). De complementaire basen paren via waterstofbruggen (A–T, C–G), een kenmerk waardoor de strengen tijdelijk kunnen scheiden tijdens transcriptie.

Messenger RNA:het transcriptieproduct

Tijdens transcriptie wordt een segment van één DNA-streng door RNA-polymerase gekopieerd tot messenger-RNA (mRNA). In deze kopie is thymine (T) vervangen door uracil (U), waardoor een enkelstrengs RNA ontstaat dat de oorspronkelijke coderende sequentie behoudt. Het mRNA wordt verwerkt:introns worden verwijderd door splitsing en de resterende exons worden geligeerd om een volwassen transcript te vormen dat kan worden vertaald.

Transcriptie:van DNA naar mRNA

RNA-polymerase leest de template-DNA-streng en synthetiseert een complementaire mRNA-streng in de 5’ → 3’-richting. Het enzym pauzeert op specifieke plaatsen waar splitsingsfactoren splitsingsdonor- en acceptorplaatsen herkennen, waarbij niet-coderende introns worden weggesneden en exons worden samengevoegd tot een continue coderende sequentie. Het resultaat is een mRNA-molecuul dat klaar is om te vertalen.

Vertaling:Ribosomen bouwen eiwitten

Het ribosoom hecht zich aan het verwerkte mRNA en leest de nucleotidesequentie ervan in sets van drie basen (codons), die elk een enkel aminozuur specificeren. Transfer-RNA (tRNA)-moleculen, die elk een afzonderlijk aminozuur dragen, matchen hun anticodon met het overeenkomstige codon op het mRNA. Deze opeenvolgende toevoeging van aminozuren produceert een polypeptideketen die zich vouwt tot een functioneel eiwit.

Een enkele nucleotideverandering in het DNA kan een codon veranderen, wat leidt tot een onjuist aminozuur in het polypeptide. Dergelijke missense-mutaties verstoren vaak de driedimensionale structuur van het eiwit en belemmeren de biologische activiteit ervan, wat de precisie onderstreept die nodig is voor de cellulaire functie.

Referenties

• Genen VIII; Benjamin Lewin; 2004