Proteiinisynteesi vs DNA:n replikaatio
Proteiinit ja DNA tarjoavat perustavanlaatuisimman rakenteen elämän ylläpitämiseksi maapallolla. Itse asiassa proteiinit määräävät organismien muodon ja toiminnot, kun taas DNA säilyttää siihen tarvittavat tiedot. Siksi proteiinin ja DNA:n replikaation synteesi voidaan ymmärtää erittäin tärkeiksi prosesseiksi, jotka tapahtuvat elävissä soluissa. Molemmat prosessit alkavat nukleiinihappojuosteen nukleotidisekvenssistä, mutta ne ovat eri reittejä. Molempien prosessien tärkeät vaiheet selitetään, ja niiden välisiä eroja käsitellään tässä artikkelissa.
Proteiinisynteesi
Proteiinisynteesi on biologinen prosessi, joka tapahtuu organismien soluissa kolmessa päävaiheessa, jotka tunnetaan nimellä transkriptio, RNA-käsittely ja translaatio. Transkriptiovaiheessa DNA-juosteen geenin nukleotidisekvenssi transkriptoidaan RNA:ksi. Tämä ensimmäinen vaihe on hyvin samanlainen kuin DNA:n replikaatio, paitsi että tuloksena on juoste RNA:ssa proteiinisynteesissä. Kun DNA-juoste puretaan DNA-helikaasientsyymillä, RNA-polymeraasi kiinnittyy tiettyyn geenin alkupisteeseen, joka tunnetaan promoottorina, ja RNA-juoste syntetisoidaan geeniä pitkin. Tämä vasta muodostunut RNA-juoste tunnetaan lähetti-RNA:na (mRNA).
MRNA-juoste vie nukleotidisekvenssin ribosomeihin RNA:n käsittelyä varten. Spesifiset tRNA- (siirto-RNA) -molekyylit tunnistavat asiaankuuluvat aminohapot sytoplasmassa. Sen jälkeen tRNA-molekyylit kiinnitetään tiettyihin aminohappoihin. Jokaisessa tRNA-molekyylissä on kolmen nukleotidin sekvenssi. Sytoplasmassa oleva ribosomi kiinnittyy mRNA-juosteeseen ja aloituskodoni (promoottori) tunnistetaan. tRNA-molekyylit, joissa on vastaavat nukleotidit mRNA-sekvenssiä varten, siirretään ribosomin suureen alayksikköön. Kun tRNA-molekyylit tulevat ribosomiin, vastaava aminohappo sitoutuu sekvenssin seuraavaan aminohappoon peptidisidoksen kautta. Tämä viimeinen vaihe tunnetaan käännöksenä; todellakin, tässä tapahtuu varsinainen proteiinisynteesi.
Proteiinin muoto määräytyy ketjussa olevien erityyppisten aminohappojen kautta, jotka olivat kiinnittyneet tRNA-molekyyleihin, mutta tRNA on spesifinen mRNA-sekvenssille. Tästä syystä on selvää, että proteiinimolekyylit kuvaavat DNA-molekyyliin tallennettua tietoa. Proteiinisynteesi voidaan kuitenkin aloittaa myös RNA-juosteesta.
DNA-replikaatio
DNA:n replikaatio on prosessi, jossa tuotetaan kaksi identtistä DNA-juostetta yhdestä, ja se sisältää sarjan prosesseja. Kaikki nämä prosessit tapahtuvat solusyklin tai solun jakautumisen interfaasin S-vaiheessa. Se on energiaa kuluttava prosessi, ja tämän prosessin säätelyyn osallistuu ensisijaisesti kolme pääentsyymiä, jotka tunnetaan nimellä DNA-helikaasi, DNA-polymeraasi ja DNA-ligaasi. Ensinnäkin DNA-helikaasi hajottaa DNA-juosteen kaksoiskierrerakenteen katkaisemalla vetysidokset vastakkaisten juosteiden typpipitoisten emästen välillä. Tämä purkaminen alkaa DNA-juosteen päästä, ei keskeltä. Siksi DNA-helikaasia voidaan pitää restriktioeksonukleaasina.
Yksijuosteisen DNA:n typpipitoisten emästen paljastamisen jälkeen vastaavat deoksiribonukleotidit järjestetään emässekvenssin mukaan ja vastaavat vetysidokset muodostuvat DNA-polymeraasientsyymin vaikutuksesta. Tämä erityinen prosessi tapahtuu molemmissa DNA-juosteissa. Lopuksi fosfodiesterisidokset muodostuvat peräkkäisten nukleotidien välille DNA-juosteen täydentämiseksi käyttämällä DNA-ligaasientsyymiä. Kaikkien näiden vaiheiden lopussa vain yhdestä DNA-emäsäikeestä muodostuu kaksi identtistä DNA-juostetta.
Proteiinisynteesin ja DNA:n replikaation välinen ero
| Proteiinisynteesi | DNA-replikaatio |
| Lopputulos on proteiini | Lopputulos on DNA-juoste |
| RNA on mukana prosessissa | Vain DNA on mukana prosessissa |
| Tämä voi alkaa joko DNA:sta tai RNA:sta | Tämä on aloitettu vain DNA:sta |
| Uusi proteiiniketju muodostuu | Uusi DNA-juoste muodostuu |
| Tässä on kolme päävaihetta | Tämä on erittäin synonyymi ensimmäiselle näistä kolmesta päävaiheesta |
| Tapahtuu ytimessä, mitokondrioissa ja sytoplasmassa | Tapahtuu vain ytimessä, mutta joskus myös mitokondrioissa |
