11.1: Вступ

Last updated

Oct 24, 2022
Save as PDF
- 11: Експресія генів
- 11.2: Прокаріотична транскрипція

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Центральна догма

ДНК була описана як молекула, що складається з 2 антипаралельних ниток в подвійній спіралі Френсісом Криком і Джеймсом Уотсоном. Елегантна модель ілюструвала внутрішню надмірність, яка зробила ДНК підходящим посудиною для зберігання даних для генетичної інформації. Пізніше Френсіс Крик висловив уявлення про те, як ця інформація перейшла від зберігання до фактичної програми, яка запускає клітини. Крік спочатку позиціонував це як «гіпотезу послідовності». Ця ідея інформаційного потоку називається Центральною догмою молекулярної біології. ДНК зберігає інформацію, яка виражається у вигляді проміжного повідомлення РНК. Потім ця РНК перетворюється на амінокислоти для отримання білків.

Файл:Центральна догма молекулярної біохімії з Enzymes.jpg

Потік інформації в осередках. ДНК служить шаблоном для копіювання себе (реплікації). ДНК також може служити шаблоном для РНК (транскрипції). РНК розшифровується в амінокислоти для генерації білків (переклад). Кредит Даніель Горспол (CC-BY-SA 3.0)

Транскрипція

ДНК - це просто посудину для зберігання генетичної інформації. Він сидить в ядрі і повинен бути викликаний через процес транскрипції, де фермент під назвою РНК-полімераза «зчитує вголос» збережену інформацію в молекулу, звану месенджерної РНК (мРНК). Оскільки ДНК є двонитковим антипаралельним способом, ми автоматично знаємо послідовність другої нитки, знаючи першу. МРНК проводиться шляхом комплементарного сполучення основи до шаблонної пасма, яка є зворотним доповненням кодуючої пасма. Кодуюча пасмо - це пасмо, яке зчитує ідентично послідовно мРНК, за винятком того, що T замінюється на U.

Моделювання транскрипції

Переклад

Файл: РНК-кодон.png

Ця кодувальна нитка пізніше декодується рибосомами за допомогою трансферної РНК (тРНК), які діють як декодер інформації та асемблера білка в процесі, який називається перекладом. Рибосома сканує вздовж мРНК і розпізнає нуклеотиди партіями по 3. Ці партії з 3 можуть бути переведені в амінокислоту і відомі як кодони. Оскільки існує 4 типи основ і вони читаються як групи по 3, існує 4 ³ (або 64) комбінації цих кодонів. Однак існує лише 20 амінокислот, які використовуються для побудови білків. Це говорить про те, що є місце для надмірності. Три з цих кодонів говорять рибосомі зупинитися, як крапка у реченні. Вони називаються стоп-кодонами. Існує один спеціальний кодон, який виконує подвійний обов'язок: ATG. Кодон (ATG), який кодує амінокислоту метіонін, також діє як початковий кодон, який повідомляє рибосомі, з чого почати читання. Як і нуклеїнові кислоти, білки мають полярність і синтезуються в амінокарбоксильному напрямку. Ми скорочуємо це, називаючи початок білкової послідовності, N-термінал, і закінчення послідовності як C-термінал.