Sekwencja nuleotydów

We wszystkich organizmach występują miliony białek , a każde z nich jest zbudowane z aminokwasów . Informacje o tym , jaka jest kolejność poszczególnych aminokwasów w białku , są zaszyfrowane w DNA. Właściwości kodu genetycznego – sposób zapisu informacji o budowie białek w sekwencji DNA nazywamy kodem genetycznym . Białka zbudowane są z 20 rodzajów aminokwasów , a DNA składa się tylko z czterech rodzajów nukleotydów . Jeden aminokwas musi być wiec zapisany prze więcej niż jeden nukleotyd . Gdyby to dwa nukleotydy , wówczas mogłyby oznaczać tylko 16 aminokwasów , ponieważ tyle różnych dwuelementowych zestawów można utworzyć z czterech rodzajów nukleotydów . Obliczano więc , ze jeden aminokwas jest kodowany przez trzy kolejne nukleotydy . Z tego powodu mówimy , że kod genetyczny jest trójkowy . Trzy kolejne nukleotydy oznaczają jeden aminokwas nazywany kodonem . Każdy kodon można porównać do trzyliterowego słowa , w których litery sa symbole poszczególnych nukleotydów . Nazwa nukleotydów oraz jego symbol pochodzą od nazwy zasady azotowej wchodzącej w jego skład. Wyróżnia się zatem nukleotydy adeninowe , tyminowe, cytozynowe i guaninowe. Oznaczające odpowiednio litery A, T,C,G. Jednak aby słowo kodon- mogły opisywać aminokwasy , musza zostać przepisane na mRNA. Dopiero bowiem ten kwas stanowi matrycę do łączenia aminokwasów w białka . Podczas tworzenia mRNA następuje przepisanie sekwencji gen z DNA zgodnie z zasada komplementarności i usunięcie z niego sekwencji niekodujących (intronów) . W praktyce kod genetyczny zapisuje się wiec za pomocą symboli nukleotydów mRNA odpowiadających nukleotydom w DNA , czyli A,U,C, G. NA przykład kodon CAU koduje kwas zwany histydyną. Informacje zawarte w genach mogą zostać wykorzystane przez komórkę dopiero po ich odczytaniu. W jego trakcie sekwencji nukleotydów w DNA jest tłumaczona na sekwencje nukleotydów w RNA albo aminokwasów w białku . Proces odczytywania informacji genetycznej , zwany ekspresja genu , przebiega bardzo podobnie u wszystkich organizmów. Odczytywanie informacji genetycznej – ekspresja genów kodujących RNA ma tylko jeden etap : transkrypcję. Odczytywanie genów następuje w nim od DNA do rRNA lub tRNA. Ekspresja genów kodujących białka przebiega w dwóch etapach . Sa to : *transkrypcja – w wyniku której powstaje mRNA, * translacja – podczas której na podstawie kolejności nukleotydów w mRNA , przy udziale tRNA, jest syntezowane białko . Transkrypcja –od DNA do RNA. Transkrypcja polega na przepisaniu informacji genetycznej zawartej w DNA na RNA . U bakterii proces ten zachodzi w cytoplazmie , au organizmów eukariotycznych- głównie w jądrze komórkowym . Przepisanie informacji genetycznej polega na utworzeniu nici RNA o sekwencji komplementarnej do odpowiedniego fragmentu nici DNA . w procesie tym uczestniczy enzym -- polimeraza RNA. Rozpoznaje on sekwencję nukleotydów oznaczająca początek transkrypcji. Następnie przesuwa się wzdłuż nici DNA i tworzy nić RNA , dobudowując odpowiednie nukleotydy aż do miejsca , w którym natrafi na sekwencję oznaczająca koniec transkrypcji. Powstanie nić RNA u większości organizmów ulega pewnym modyfikacjom , między innymi wycinane sa z niej sekwencje niekodujące (introny). Translacja – tworzeni białek . aby powstało białko , po transkrypcji musi rozpocząć się translacja. Zachodzi ona w cytoplazmie , na rybosomach , i polega na tłumaczeniu sekwencji nukleotydów w mRNA na sekwencję aminokwasów w białku . Na początku tego procesu do rybosomu przyłączany jest mRNA , a następnie dwie cząsteczki tRNA transportujące aminokwasy . Antykodon tRNA są komplementarne do kodonów mRNA , przy czym traslacja rozpoczyna się zwykle od kodonu oznaczającego metioninę (kodon START) . Aminokwas ten zostaje odłączony od pierwszej cząsteczki tRNA i połączony z aminokwasem drugiej cząsteczki tRNA. Następnie rybosom przesuwa się względem cząsteczki mRNA o jeden kodon , po czym następuje odłączenie cząsteczki tRNA pozbawionej aminokwas . Do kolejnego kodonu mRNA jest przyłączona nowa cząsteczka tRNA z aminokwasem . Zdarzenia te powtarzają się do momentu w którym rybosom dotrze do kodonu STOP . Przed każdym podziałem komórki następuje replikacja DNA. , w wyniku której z jednej cząsteczki DNA powstają dwie cząsteczki identyczne z cząsteczką wyjściową.