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Es wäre schwierig, die Grundschule zu durchlaufen, ohne zu hören, wie DNA "das Blau des Lebens" ist. Es ist in fast jeder Zelle von fast jedem Lebewesen auf der Erde. Die DNA, Desoxyribonukleinsäure, enthält alle Informationen, die zum Aufbau eines Baumes aus einem Samen, zwei Geschwisterbakterien aus einem Elternteil und einem Menschen aus einer Zygote erforderlich sind. Die Details, wie diese komplexen Prozesse gesteuert werden, hängen mit der Nukleotidsequenz in der DNA zusammen - geordnet in einem dreiteiligen Code, der definiert, wie Proteine aufgebaut sind. Dies geschieht in Schritten: Die DNA baut RNA auf, dann baut die RNA Proteine auf.
Basiert in DNA
Mit DNA ist eine Menge Terminologie verbunden, aber das Erlernen einiger wichtiger Begriffe kann Ihnen helfen, die Konzepte zu verstehen. DNA wird aus vier verschiedenen Basen aufgebaut: Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin, üblicherweise mit A, G, T und C abgekürzt. Manchmal wird auf vier verschiedene Nukleoside oder Nukleotide in DNA verwiesen, aber dies sind nur geringfügig unterschiedliche Versionen der Basen . Das Wichtigste ist die Sequenz von A, G, T und C in einem DNA-Strang, weil es die Reihenfolge der Basen ist, die den DNA-Code enthält. DNA liegt normalerweise in doppelsträngiger Form vor, wobei zwei lange Moleküle umeinander gewickelt sind.
RNA erzeugen
Der ultimative Zweck der DNA-Kodierung besteht darin, Proteine zu erzeugen, aber DNA stellt Proteine nicht direkt her. Stattdessen werden verschiedene Arten von RNA hergestellt, aus denen dann das Protein hergestellt wird. RNA sieht aus wie DNA - sie hat sehr ähnliche Strukturen, außer dass sie fast immer als Einzelstrang statt als Doppelstrang vorliegt. Wichtig ist, dass die RNA aus dem in der DNA vorhandenen Muster aufgebaut ist, mit einem Unterschied: Wo die DNA ein Thymin, ein "T", die RNA ein Uracil, ein "U" hat.
Proteinsynthese
Es gibt viele verschiedene Moleküle, die an der Herstellung von Proteinen beteiligt sind, aber die grundlegende Arbeit wird von zwei verschiedenen Arten von RNA-Molekülen erledigt. Eine davon heißt mRNA und besteht aus langen Strängen, die den Code zum Aufbau eines Proteins enthalten. Die andere heißt tRNA. Das tRNA-Molekül ist viel kleiner und hat eine Aufgabe: Aminosäuren zum mRNA-Molekül zu transportieren. Die tRNA richtet sich auf der mRNA nach dem Muster der Basen auf der mRNA aus - der Reihenfolge der C-, G-, A- und U-Segmente. Die tRNA passt nur in einer Richtung auf die mRNA, was bedeutet, dass die von der tRNA getragenen Aminosäuren auch nur in einer Richtung ausgerichtet sind. Die Reihenfolge dieser Aminosäuren ist das, was ein Protein erzeugt.
Codons
Es gibt vier verschiedene Basen in RNA. Wenn jede Base mit nur einer separaten Aminosäure übereinstimmt, könnte es nur vier verschiedene Aminosäuren geben. Proteine bestehen jedoch aus 20 Aminosäuren. Das funktioniert, weil jede tRNA - die Moleküle, die Aminosäuren tragen - mit einer bestimmten Reihenfolge von drei Basen auf der mRNA übereinstimmt. Wenn die mRNA beispielsweise die Drei-Basen-Sequenz CCU aufweist, muss die einzige tRNA, die in diesen Spot passt, die Aminosäure Prolin tragen. Diese Drei-Basen-Sequenzen werden Codons genannt. Die Codons enthalten alle Informationen, die zur Herstellung von Proteinen erforderlich sind.
Start- und Stoppschilder
DNA-Moleküle sind sehr lang. Ein einzelnes DNA-Molekül kann viele verschiedene RNA-Moleküle bilden, aus denen dann viele verschiedene Proteine entstehen. Ein Teil der Informationen über die langen DNA-Moleküle besteht aus Signalen oder Wegweisern, die zeigen, wo ein RNA-Strang beginnen und enden soll. Die DNA-Sequenz enthält also zwei verschiedene Arten von Informationen: Die drei Basen-Codons, die der RNA mitteilen, wie Aminosäuren in einem Protein zusammengesetzt werden sollen, und separate Kontrollsignale, die angeben, wo ein RNA-Molekül beginnen und enden soll.