Syntéza bílkovin vs replikace DNA
Proteiny a DNA poskytují nejzákladnější uspořádání pro udržení života na Zemi. Ve skutečnosti proteiny určují tvar a funkce organismů, zatímco DNA uchovává informace potřebné k tomu. Syntézu proteinů a replikaci DNA lze tedy chápat jako extrémně důležité procesy, které probíhají v živých buňkách. Oba tyto procesy začínají nukleotidovou sekvencí řetězce nukleové kyseliny, ale jedná se o různé cesty. V tomto článku jsou vysvětleny důležité kroky obou procesů a rozdíly mezi nimi.
syntéza bílkovin
Syntéza proteinů je biologický proces, který probíhá uvnitř buněk organismů ve třech hlavních krocích známých jako transkripce, zpracování RNA a translace. V kroku transkripce se nukleotidová sekvence genu ve vláknu DNA přepíše do RNA. Tento první krok je velmi podobný replikaci DNA kromě toho, že výsledkem je řetězec na RNA při syntéze proteinů. Řetězec DNA je demontován enzymem DNA helikáza, RNA polymeráza je připojena na specifické místo začátku genu známého jako promotor a řetězec RNA je syntetizován podél genu. Toto nově vytvořené vlákno RNA je známé jako messenger RNA (mRNA).
Řetězec mRNA přenáší nukleotidovou sekvenci do ribozomů pro zpracování RNA. Specifické molekuly tRNA (transfer RNA) rozpoznají relevantní aminokyseliny v cytoplazmě. Poté jsou molekuly tRNA připojeny ke specifickým aminokyselinám. V každé molekule tRNA je sekvence tří nukleotidů. Ribozom v cytoplazmě je připojen k vláknu mRNA a je identifikován výchozí kodon (promotor). Molekuly tRNA s odpovídajícími nukleotidy pro sekvenci mRNA jsou přesunuty do velké podjednotky ribozomu. Když molekuly tRNA přicházejí k ribozomu, je odpovídající aminokyselina spojena s další aminokyselinou v sekvenci prostřednictvím peptidové vazby. Tento poslední krok je známý jako překlad; skutečně zde probíhá skutečná syntéza bílkovin.
Tvar proteinu je určen prostřednictvím různých typů aminokyselin v řetězci, které byly připojeny k molekulám tRNA, ale tRNA jsou specifické pro sekvenci mRNA. Je tedy jasné, že molekuly proteinu zobrazují informaci uloženou v molekule DNA. Syntéza proteinu však mohla být zahájena také z vlákna RNA.
Replikace DNA
Replikace DNA je proces výroby dvou identických řetězců DNA z jednoho a zahrnuje řadu procesů. Všechny tyto procesy probíhají během S fáze interfáze buněčného cyklu nebo buněčného dělení. Je to energeticky náročný proces a na regulaci tohoto procesu se podílejí především tři hlavní enzymy známé jako DNA helikáza, DNA polymeráza a DNA ligáza. Za prvé, DNA helikáza rozkládá dvoušroubovicovou strukturu řetězce DNA přerušením vodíkových vazeb mezi dusíkatými bázemi protilehlých vláken. Tato demontáž začíná od konce řetězce DNA a ne od středu. Proto by DNA helikáza mohla být považována za restrikční exonukleázu.
Po vystavení dusíkatých bází jednořetězcové DNA jsou odpovídající deoxyribonukleotidy uspořádány podle sekvence bází a příslušné vodíkové vazby jsou tvořeny enzymem DNA polymerázou. Tento konkrétní proces probíhá na obou řetězcích DNA. Nakonec se mezi po sobě jdoucími nukleotidy vytvoří fosfodiesterové vazby, aby se dokončil řetězec DNA pomocí enzymu DNA ligázy. Na konci všech těchto kroků se vytvoří dva identické řetězce DNA pouze z jednoho mateřského řetězce DNA.
Rozdíl mezi syntézou proteinů a replikací DNA
| syntéza bílkovin | Replikace DNA |
| Konečným výsledkem je protein | Konečným výsledkem je řetězec DNA |
| RNA je zapojena do procesu | Do procesu je zapojena pouze DNA |
| To může být iniciováno buď z DNA nebo RNA | Toto je iniciováno pouze z DNA |
| Vytváří se nový proteinový řetězec | Vytváří se nový řetězec DNA |
| Zahrnují tři hlavní kroky | Toto je vysoce synonymem pro první z těchto tří hlavních kroků |
| Probíhá v jádře, mitochondriích a cytoplazmě | Probíhá pouze v jádře, ale někdy také v mitochondriích |
