Dynamisk grafik/Creatas/Getty Images
Deoxiribonukleinsyra (DNA) är den genetiska planen för allt cellulärt liv. Även om den lagrar de genetiska instruktionerna som definierar vilka vi är, är det proteinerna som produceras från dessa gener som utför de otaliga funktioner som är nödvändiga för tillväxt, utveckling och immunförsvar.
Så, berättar DNA faktiskt för cellerna vilka proteiner de ska bygga? Svaret är både ja och nej. DNA kodar informationen, men processen att översätta den informationen till funktionella proteiner kräver en serie noggrant reglerade steg.
Den väletablerade händelsesekvensen – att först transkribera DNA till budbärar-RNA (mRNA), sedan översätta det mRNA vid ribosomer för att syntetisera proteiner – är känt som genetikens centrala dogm, ett koncept som först formulerades av Francis Crick 1958.
DNA består av nukleotider, som var och en består av en fosfatgrupp, ett deoxiribossocker och en av fyra kvävehaltiga baser:adenin (A), tymin (T), cytosin (C) eller guanin (G). Basparning följer strikta regler – adenin paras alltid med tymin och cytosin paras alltid med guanin – och bildar den välbekanta dubbelhelixstrukturen.
Inom denna dubbelhelix kodar sekvensen av baser för instruktionerna för proteiner. En sammanhängande DNA-sträcka som kodar för ett visst protein kallas en gen.
Transkription börjar när enzymet RNA-polymeras binder till en promotorregion och läser DNA-mallsträngen. Den syntetiserar en komplementär sträng av budbärar-RNA (mRNA), och ersätter tymin (T) med uracil (U). Den begynnande RNA-strängen kallas initialt pre-mRNA.
I eukaryota celler genomgår pre-mRNA omfattande bearbetning:icke-kodande sekvenser som kallas introner tas bort och kodande sekvenser som kallas exoner splitsas samman för att producera en mogen mRNA-molekyl redo för export från kärnan.
Prokaryoter, som saknar en definierad kärna, utför transkription och translation i cytoplasman samtidigt, vilket förenklar vägen.
Väl inne i cytoplasman binder det mogna mRNA till en ribosom - cellens proteinfabrik. Ribosomer läser av mRNA i uppsättningar av tre nukleotider, så kallade kodoner, som vart och ett specificerar en viss aminosyra.
Transfer RNA (tRNA) molekyler bär aminosyror och har antikodoner som är komplementära till mRNA kodonen. När varje kodon matchas till dess tRNA, läggs motsvarande aminosyra till den växande polypeptidkedjan.
Till exempel kodar kodonet AUG för aminosyran metionin, som ofta fungerar som startsignal för translation. Processen fortsätter tills ett stoppkodon signalerar avslutning, vilket ger ett fullt bildat protein.
