Rola DNA i RNA

DNA jest nośnikiem informacji genetycznej. Występuje ono w jądrze komórkowym, a także w mitochondriach (w komórkach eukariotycznych).

Podczas podziału jądra komórkowego musi być przekazywana informacja genetyczna. Aby zapewnić obecność pełnego materiału genetycznego w komórkach potomnych, DNA ulega procesowi replikacji – syntezie nowej nici DNA na matrycy starej nici DNA. Podczas tego procesu biorą udział: jony magnezu (Mg²⁺), energia z ATP oraz różne enzymy, takie jak polimerazy DNA.

Wyróżniamy trzy modele replikacji DNA:

- Replikacja semikonserwatywna:
Polega na rozplątaniu podwójnej helisy DNA, a każda z dwóch nowo powstałych cząsteczek DNA zawiera jedną starą i jedną nową nić.

- Replikacja konserwatywna:
Macierzysta cząsteczka DNA pozostaje nienaruszona, a powstają dwie całkowicie nowe cząsteczki DNA.

- Replikacja dyspersyjna:
Macierzysta cząsteczka DNA jest fragmentowana, a nowe nici DNA zawierają zarówno fragmenty starej, jak i nowej nici.

W rzeczywistości komórki wykorzystują głównie replikację semikonserwatywną.

DNA bierze udział w procesie biosyntezy białka, który przebiega w dwóch etapach:

- Transkrypcja:
Zachodzi ona w jądrze komórkowym i polega na przepisaniu informacji genetycznej z DNA na RNA (głównie mRNA).

- Translacja:
Zachodzi ona w cytoplazmie, w rybosomach, i polega na przetłumaczeniu sekwencji nukleotydów mRNA na sekwencję aminokwasów tworzących białko.

RNA występuje w różnych miejscach komórki, głównie w rybosomach, jądrze komórkowym oraz w cytoplazmie. Główne zadanie RNA to przekazywanie informacji genetycznej z DNA na białko podczas procesu biosyntezy białka.

Wyróżniamy trzy główne rodzaje RNA:

- mRNA (RNA informacyjne):
Przekazuje informację genetyczną z DNA do rybosomów, gdzie jest wykorzystywana do syntezy białek.

- tRNA (RNA transportowe):
Transportuje aminokwasy do rybosomów i odpowiada za dopasowanie ich do odpowiednich kodonów mRNA podczas translacji.

- rRNA (RNA rybosomalne):
Tworzy strukturalną i katalityczną część rybosomów, w których odbywa się synteza białek.

DNA nie zawsze zawiera całkowicie informacje kodujące. Jest zbudowane z odcinków kodujących, zwanych egzonami, oraz odcinków niekodujących, zwanych intronami. Introny nie zawierają informacji genetycznej i są usuwane podczas procesu obróbki pre-mRNA w procesie zwanym splicingiem. Po wycięciu intronów, dojrzałe mRNA zawiera tylko egzony, czyli pełną informację o sekwencji aminokwasów kodowanych przez gen, i opuszcza jądro komórkowe do cytoplazmy.