Synteza białek a replikacja DNA
Białka i DNA zapewniają najbardziej fundamentalny układ do utrzymania życia na Ziemi. W rzeczywistości białka określają kształt i funkcje organizmów, podczas gdy DNA przechowuje potrzebne do tego informacje. Stąd syntezę białek i replikację DNA można rozumieć jako niezwykle ważne procesy zachodzące w żywych komórkach. Oba te procesy zaczynają się od sekwencji nukleotydowej nici kwasu nukleinowego, ale są to różne szlaki. Wyjaśniono ważne etapy obu procesów, a różnice między nimi omówiono w tym artykule.
Synteza białek
Synteza białek to proces biologiczny zachodzący wewnątrz komórek organizmów w trzech głównych etapach, znanych jako transkrypcja, przetwarzanie RNA i translacja. Na etapie transkrypcji sekwencja nukleotydowa genu w nici DNA jest transkrybowana do RNA. Ten pierwszy etap jest bardzo podobny do replikacji DNA, z wyjątkiem tego, że wynikiem jest nić na RNA w syntezie białek. Nić DNA jest demontowana za pomocą enzymu helikazy DNA, polimeraza RNA jest przyłączana w określonym miejscu początku genu znanym jako promotor, a nić RNA jest syntetyzowana wzdłuż genu. Ta nowo utworzona nić RNA jest znana jako informacyjne RNA (mRNA).
Nić mRNA przenosi sekwencję nukleotydową do rybosomów w celu przetworzenia RNA. Specyficzne cząsteczki tRNA (transfer RNA) rozpoznają odpowiednie aminokwasy w cytoplazmie. Następnie cząsteczki tRNA są przyłączane do określonych aminokwasów. W każdej cząsteczce tRNA znajduje się sekwencja trzech nukleotydów. Rybosom w cytoplazmie jest przyłączony do nici mRNA i identyfikowany jest kodon wyjściowy (promotor). Cząsteczki tRNA z odpowiednimi nukleotydami dla sekwencji mRNA są przenoszone do dużej podjednostki rybosomu. Gdy cząsteczki tRNA docierają do rybosomu, odpowiedni aminokwas jest wiązany z następnym aminokwasem w sekwencji wiązaniem peptydowym. Ten ostatni krok jest znany jako tłumaczenie; w rzeczy samej to właśnie w tym miejscu ma miejsce właściwa synteza białek.
Kształt białka jest określany przez różne typy aminokwasów w łańcuchu, które zostały przyłączone do cząsteczek tRNA, ale tRNA jest specyficzne dla sekwencji mRNA. Stąd jasne jest, że cząsteczki białka przedstawiają informacje przechowywane w cząsteczce DNA. Jednak synteza białek może być również zainicjowana z nici RNA.
Replikacja DNA
Replikacja DNA to proces wytwarzania dwóch identycznych nici DNA z jednej i obejmuje szereg procesów. Wszystkie te procesy zachodzą podczas fazy S interfazy cyklu komórkowego lub podziału komórkowego. Jest to proces energochłonny, a w regulację tego procesu zaangażowane są przede wszystkim trzy główne enzymy, znane jako helikaza DNA, polimeraza DNA i ligaza DNA. Po pierwsze, helikaza DNA rozkłada strukturę podwójnej helisy nici DNA poprzez zerwanie wiązań wodorowych między zasadami azotowymi przeciwnych nici. Ten demontaż zaczyna się od końca nici DNA, a nie od środka. Dlatego helikazy DNA można uznać za egzonukleazę restrykcyjną.
Po odsłonięciu zasad azotowych jednoniciowego DNA, odpowiednie dezoksyrybonukleotydy są ułożone zgodnie z sekwencją zasad, a odpowiednie wiązania wodorowe są tworzone przez enzym polimerazę DNA. Ten szczególny proces zachodzi na obu niciach DNA. Wreszcie wiązania fosfodiestrowe są tworzone między kolejnymi nukleotydami, aby uzupełnić nić DNA za pomocą enzymu ligazy DNA. Na końcu wszystkich tych etapów powstają dwie identyczne nici DNA z tylko jednej macierzystej nici DNA.
Różnica między syntezą białek a replikacją DNA
| Synteza białek | Replikacja DNA |
| Końcowym wynikiem jest białko | Końcowym wynikiem jest nić DNA |
| RNA bierze udział w procesie | Tylko DNA jest zaangażowane w proces |
| Można to zainicjować z DNA lub RNA | To jest inicjowane tylko z DNA |
| Tworzy się nowy łańcuch białkowy | Tworzy się nowa nić DNA |
| Zaangażowane są trzy główne kroki | Jest to synonim pierwszego z tych trzech głównych kroków |
| Odbywa się w jądrze, mitochondriach i cytoplazmie | Odbywa się tylko w jądrze, ale czasami również w mitochondriach |
