Olbaltumvielu sintēze pret DNS replikāciju
Olbaltumvielas un DNS nodrošina visbūtiskāko izkārtojumu, lai uzturētu dzīvību uz Zemes. Patiesībā olbaltumvielas nosaka organismu formu un funkcijas, savukārt DNS saglabā tam nepieciešamo informāciju. Tādējādi olbaltumvielu sintēzi un DNS replikāciju varētu saprast kā ārkārtīgi svarīgus procesus, kas notiek dzīvajās šūnās. Abi šie procesi sākas no nukleīnskābes virknes nukleotīdu secības, taču tie ir dažādi ceļi. Ir izskaidroti abu procesu svarīgie soļi, un šajā rakstā ir aplūkotas atšķirības starp tiem.
Olbaltumvielu sintēze
Olbaltumvielu sintēze ir bioloģisks process, kas organismu šūnās notiek trīs galvenajos posmos, kas pazīstami kā transkripcija, RNS apstrāde un tulkošana. Transkripcijas posmā gēna nukleotīdu secība DNS virknē tiek pārrakstīta RNS. Šis pirmais solis ir ļoti līdzīgs DNS replikācijai, izņemot to, ka rezultāts ir daļa no RNS proteīnu sintēzē. DNS virkne, kas tiek izjaukta ar DNS helikāzes enzīmu, RNS polimerāze tiek piesaistīta konkrētajā gēna sākuma vietā, kas pazīstama kā promoters, un RNS virkne tiek sintezēta gar gēnu. Šī jaunizveidotā RNS virkne ir pazīstama kā Messenger RNS (mRNS).
MRNS virkne nukleotīdu secību aizved uz ribosomām RNS apstrādei. Specifiskas tRNS (transfer RNS) molekulas atpazīs attiecīgās aminoskābes citoplazmā. Pēc tam tRNS molekulas tiek piesaistītas specifiskajām aminoskābēm. Katrā tRNS molekulā ir trīs nukleotīdu secība. Ribosoma citoplazmā ir piesaistīta mRNS virknei, un tiek identificēts sākuma kodons (promoters). TRNS molekulas ar attiecīgajiem mRNS secības nukleotīdiem tiek pārvietotas ribosomas lielajā apakšvienībā. Kad tRNS molekulas nonāk ribosomā, attiecīgā aminoskābe ir savienota ar nākamo aminoskābi secībā caur peptīdu saiti. Šis pēdējais solis ir pazīstams kā tulkošana; patiešām šeit notiek faktiskā olbaltumvielu sintēze.
Olbaltumvielu formu nosaka, izmantojot dažādus ķēdes aminoskābju veidus, kas bija piesaistīti tRNS molekulām, bet tRNS ir specifiska mRNS secībai. Tādējādi ir skaidrs, ka olbaltumvielu molekulas attēlo informāciju, kas glabājas DNS molekulā. Tomēr olbaltumvielu sintēzi varētu sākt arī no RNS virknes.
DNS replikācija
DNS replikācija ir divu identisku DNS virkņu iegūšanas process no viena, un tas ietver virkni procesu. Visi šie procesi notiek šūnu cikla vai šūnu dalīšanās starpfāzes S fāzē. Tas ir enerģiju patērējošs process, un šī procesa regulēšanā galvenokārt iesaistīti trīs galvenie fermenti, kas pazīstami kā DNS helikāze, DNS polimerāze un DNS ligāze. Pirmkārt, DNS helikāze izjauc DNS virknes dubultās spirāles struktūru, pārtraucot ūdeņraža saites starp pretējo virkņu slāpekļa bāzēm. Šī demontāža sākas no DNS virknes gala, nevis no vidus. Tāpēc DNS helikāzi varētu uzskatīt par ierobežojošu eksonukleāzi.
Pēc vienas virknes DNS slāpekļa bāzu atklāšanas attiecīgie dezoksiribonukleotīdi tiek sakārtoti atbilstoši bāzes secībai un attiecīgās ūdeņraža saites tiek veidotas ar DNS polimerāzes fermentu. Šis konkrētais process notiek abos DNS pavedienos. Visbeidzot, starp secīgiem nukleotīdiem tiek izveidotas fosfodiesteru saites, lai pabeigtu DNS virkni, izmantojot DNS ligāzes enzīmu. Visu šo darbību beigās divas vienādas DNS virknes tiek veidotas tikai no vienas mātes DNS virknes.
Atšķirība starp olbaltumvielu sintēzi un DNS replikāciju
