Sinteza beljakovin proti replikaciji DNA
Proteini in DNK zagotavljajo najbolj temeljno postavitev za ohranjanje življenja na Zemlji. Pravzaprav beljakovine določajo obliko in funkcije organizmov, medtem ko DNK hrani za to potrebne informacije. Sintezo beljakovin in replikacijo DNA bi torej lahko razumeli kot izjemno pomembna procesa, ki potekata v živih celicah. Oba procesa se začneta z nukleotidnim zaporedjem verige nukleinske kisline, vendar sta to različni poti. Pomembni koraki obeh procesov so pojasnjeni, razlike med njima pa so obravnavane v tem članku.
Sinteza beljakovin
Sinteza beljakovin je biološki proces, ki poteka v celicah organizmov v treh glavnih korakih, znanih kot transkripcija, obdelava RNA in translacija. V koraku transkripcije se nukleotidno zaporedje gena v verigi DNA prepiše v RNA. Ta prvi korak je zelo podoben replikaciji DNA, le da je rezultat veriga na RNA pri sintezi beljakovin. Veriga DNK, ki se razgradi z encimom DNK helikaza, se polimeraza RNK pritrdi na specifično mesto začetka gena, znanega kot promotor, in veriga RNK se sintetizira vzdolž gena. Ta na novo oblikovana veriga RNA je znana kot sporočilna RNA (mRNA).
Verence mRNA vodi nukleotidno zaporedje do ribosomov za obdelavo RNA. Specifične tRNA (prenosna RNA) molekule bodo prepoznale ustrezne aminokisline v citoplazmi. Po tem se molekule tRNA vežejo na specifične aminokisline. V vsaki molekuli tRNA je zaporedje treh nukleotidov. Ribosom v citoplazmi je pritrjen na verigo mRNA in identificiran je začetni kodon (promotor). Molekule tRNA z ustreznimi nukleotidi za zaporedje mRNA se premaknejo v veliko podenoto ribosoma. Ko molekule tRNA pridejo do ribosoma, se ustrezna aminokislina preko peptidne vezi poveže z naslednjo aminokislino v zaporedju. Ta zadnji korak je znan kot prevod; Pravzaprav tukaj poteka dejanska sinteza beljakovin.
Oblika proteina je določena z različnimi vrstami aminokislin v verigi, ki so bile pritrjene na molekule tRNA, vendar so tRNA specifične za zaporedje mRNA. Zato je jasno, da beljakovinske molekule prikazujejo informacije, shranjene v molekuli DNK. Vendar pa se lahko sinteza beljakovin sproži tudi iz verige RNA.
Podvajanje DNK
Podvajanje DNK je proces izdelave dveh identičnih verig DNK iz ene in vključuje niz procesov. Vsi ti procesi potekajo med fazo S medfaze celičnega cikla ali celične delitve. To je proces, ki porablja energijo in pri uravnavanju tega procesa sodelujejo predvsem trije glavni encimi, znani kot DNK helikaza, DNK polimeraza in DNK ligaza. Prvič, helikaza DNA razgradi strukturo dvojne vijačnice verige DNA tako, da prekine vodikove vezi med dušikovimi bazami nasprotnih verig. To razstavljanje se začne na koncu verige DNK in ne na sredini. Zato lahko DNA helikazo obravnavamo kot restrikcijsko eksonukleazo.
Po izpostavitvi dušikovih baz enoverižne DNA se ustrezni dezoksiribonukleotidi razporedijo glede na bazno zaporedje in ustrezne vodikove vezi tvori encim DNA polimeraza. Ta poseben proces poteka na obeh verigah DNK. Končno se med zaporednimi nukleotidi oblikujejo fosfodiesterske vezi, da se z encimom DNA ligaza zaključi veriga DNA. Na koncu vseh teh korakov se dve enaki verigi DNK oblikujeta samo iz ene matične verige DNK.
Razlika med sintezo beljakovin in replikacijo DNA
| Sinteza beljakovin | Podvajanje DNK |
| Končni rezultat je beljakovina | Končni rezultat je veriga DNK |
| RNA je vključena v proces | V proces je vključen samo DNK |
| To se lahko sproži iz DNK ali RNK | To se sproži samo iz DNK |
| Nastane nova beljakovinska veriga | Nastane nova veriga DNK |
| Vključeni so trije glavni koraki | To je zelo sinonim za prvega od teh treh glavnih korakov |
| Poteka v jedru, mitohondrijih in citoplazmi | Poteka samo v jedru, včasih pa tudi v mitohondrijih |
