Syntéza bielkovín vs replikácia DNA
Proteíny a DNA poskytujú najzákladnejšie usporiadanie na udržanie života na Zemi. V skutočnosti proteíny určujú tvar a funkcie organizmov, zatiaľ čo DNA uchováva informácie potrebné na to. Syntézu proteínov a replikáciu DNA možno teda chápať ako mimoriadne dôležité procesy, ktoré prebiehajú v živých bunkách. Oba tieto procesy začínajú nukleotidovou sekvenciou vlákna nukleovej kyseliny, ale ide o odlišné dráhy. V tomto článku sú vysvetlené dôležité kroky oboch procesov a rozdiely medzi nimi.
Syntéza bielkovín
Syntéza bielkovín je biologický proces, ktorý prebieha vo vnútri buniek organizmov v troch hlavných krokoch známych ako transkripcia, spracovanie RNA a preklad. V kroku transkripcie sa nukleotidová sekvencia génu vo vlákne DNA prepíše do RNA. Tento prvý krok je veľmi podobný replikácii DNA okrem toho, že výsledkom je reťazec na RNA pri syntéze proteínov. Vlákno DNA sa rozloží pomocou enzýmu DNA helikáza, RNA polymeráza sa pripojí na špecifické miesto začiatku génu známeho ako promótor a vlákno RNA sa syntetizuje pozdĺž génu. Toto novovytvorené vlákno RNA je známe ako messenger RNA (mRNA).
Reťazec mRNA prenáša nukleotidovú sekvenciu do ribozómov na spracovanie RNA. Špecifické molekuly tRNA (transfer RNA) rozpoznajú relevantné aminokyseliny v cytoplazme. Potom sú molekuly tRNA pripojené k špecifickým aminokyselinám. V každej molekule tRNA je sekvencia troch nukleotidov. Ribozóm v cytoplazme je pripojený k vláknu mRNA a identifikuje sa štartovací kodón (promótor). Molekuly tRNA so zodpovedajúcimi nukleotidmi pre sekvenciu mRNA sa presunú do veľkej podjednotky ribozómu. Keď molekuly tRNA prichádzajú k ribozómu, zodpovedajúca aminokyselina sa viaže s ďalšou aminokyselinou v sekvencii prostredníctvom peptidovej väzby. Tento posledný krok je známy ako preklad; v skutočnosti tu prebieha skutočná syntéza bielkovín.
Tvar proteínu je určený rôznymi typmi aminokyselín v reťazci, ktoré boli pripojené k molekulám tRNA, ale tRNA sú špecifické pre sekvenciu mRNA. Je teda jasné, že molekuly proteínu zobrazujú informácie uložené v molekule DNA. Syntéza bielkovín však môže byť iniciovaná aj z vlákna RNA.
Replikácia DNA
Replikácia DNA je proces výroby dvoch identických reťazcov DNA z jedného a zahŕňa sériu procesov. Všetky tieto procesy prebiehajú počas S fázy medzifázy bunkového cyklu alebo bunkového delenia. Je to energeticky náročný proces a na regulácii tohto procesu sa podieľajú predovšetkým tri hlavné enzýmy známe ako DNA helikáza, DNA polymeráza a DNA ligáza. Po prvé, helikáza DNA rozkladá štruktúru dvojitej špirály vlákna DNA prerušením vodíkových väzieb medzi dusíkatými bázami protiľahlých vlákien. Táto demontáž začína od konca reťazca DNA a nie od stredu. Preto by sa DNA helikáza mohla považovať za reštrikčnú exonukleázu.
Po vystavení dusíkatých báz jednovláknovej DNA sú zodpovedajúce deoxyribonukleotidy usporiadané podľa sekvencie báz a príslušné vodíkové väzby sú tvorené enzýmom DNA polymerázou. Tento konkrétny proces prebieha na oboch reťazcoch DNA. Nakoniec sa medzi po sebe idúcimi nukleotidmi vytvoria fosfodiesterové väzby na dokončenie reťazca DNA pomocou enzýmu DNA ligázy. Na konci všetkých týchto krokov sa vytvoria dva identické reťazce DNA iba z jedného materského reťazca DNA.
Rozdiel medzi syntézou bielkovín a replikáciou DNA
| Syntéza bielkovín | Replikácia DNA |
| Konečným výsledkom je proteín | Konečným výsledkom je reťazec DNA |
| RNA je zapojená do procesu | Do procesu je zapojená iba DNA |
| To môže byť iniciované buď z DNA alebo RNA | Toto je iniciované iba z DNA |
| Vytvára sa nový proteínový reťazec | Vytvára sa nové vlákno DNA |
| Zahŕňajú tri hlavné kroky | Toto je vysoko synonymom prvého z týchto troch hlavných krokov |
| Prebieha v jadre, mitochondriách a cytoplazme | Prebieha iba v jadre, ale niekedy aj v mitochondriách |
