Isi
- Transkripsi DNA Berlangsung di Inti
- MRNA Memiliki Salinan Kode untuk Protein
- Protein Diproduksi oleh Ribosom
- Terjemahan Merakit Protein Tertentu Menurut Kode mRNA
- Penyambungan Alternatif dan Efek dari Intron
Dogma sentral biologi molekuler menjelaskan bahwa aliran informasi untuk gen berasal dari DNA kode genetik ke sebuah salinan RNA menengah dan kemudian ke protein disintesis dari kode. Ide-ide kunci yang mendasari dogma pertama kali diusulkan oleh ahli biologi molekuler Inggris Francis Crick pada tahun 1958.
Pada tahun 1970, secara umum diterima bahwa RNA membuat salinan gen spesifik dari heliks ganda DNA asli dan kemudian membentuk dasar untuk produksi protein dari kode yang disalin.
Proses menyalin gen melalui transkripsi kode genetik dan menghasilkan protein melalui terjemahan kode ke dalam rantai asam amino disebut ekspresi gen. Tergantung pada sel dan beberapa faktor lingkungan, gen tertentu diekspresikan sementara yang lain tetap tidak aktif. Ekspresi gen diatur oleh sinyal kimia antara sel dan organ organisme hidup.
Penemuan penyambungan alternatif dan studi bagian non-coding DNA disebut intron menunjukkan bahwa proses yang dijelaskan oleh dogma sentral biologi lebih rumit daripada yang diperkirakan sebelumnya. Sederhana DNA ke RNA ke urutan protein memiliki cabang dan variasi yang membantu organisme beradaptasi dengan lingkungan yang berubah. Prinsip dasar bahwa informasi genetik hanya bergerak dalam satu arah, dari DNA ke RNA ke protein, tetap tidak tertandingi.
Informasi yang dikodekan dalam protein tidak dapat memengaruhi kode DNA asli.
Transkripsi DNA Berlangsung di Inti
Heliks DNA yang mengkodekan informasi genetik organisme terletak di inti sel eukariotik. Sel-sel prokariotik adalah sel-sel yang tidak memiliki nukleus, sehingga transkripsi DNA, translasi dan sintesis protein semua terjadi di dalam sitoplasma sel melalui sejenis (tetapi lebih sederhana) proses transkripsi / terjemahan.
Dalam sel eukariotik, molekul DNA tidak dapat meninggalkan nukleus, sehingga sel harus menyalin kode genetik untuk mensintesis protein di dalam sel di luar nukleus. Proses penyalinan transkripsi dimulai oleh enzim yang disebut RNA polimerase dan memiliki tahapan sebagai berikut:
Urutan DNA yang disalin pada tahap kedua berisi ekson dan intron dan merupakan pendahulu untuk RNA messenger.
Untuk menghapus intron, maka pra-mRNA strand dipotong pada antarmuka intron / exon. Bagian intron dari untai membentuk struktur melingkar dan meninggalkan untai, memungkinkan dua ekson dari kedua sisi intron untuk bergabung bersama. Ketika penghapusan intron selesai, untai mRNA baru mRNA matang, dan siap meninggalkan nukleus.
MRNA Memiliki Salinan Kode untuk Protein
Protein adalah untaian panjang asam amino yang bergabung dengan ikatan peptida. Mereka bertanggung jawab untuk mempengaruhi seperti apa sel itu dan apa fungsinya. Mereka membentuk struktur sel dan memainkan peran kunci dalam metabolisme. Mereka bertindak sebagai enzim dan hormon dan tertanam dalam membran sel untuk memfasilitasi transisi molekul besar.
Urutan string asam amino untuk protein dikodekan dalam DNA helix. Kode terdiri dari empat berikut basa nitrogen:
Ini adalah basa nitrogen, dan setiap tautan dalam rantai DNA terdiri dari pasangan basa. Guanine membentuk pasangan dengan sitosin, dan adenin membentuk pasangan dengan timin. Tautan diberi nama satu huruf tergantung pada pangkalan mana yang lebih dulu di setiap tautan. Pasangan basa disebut G, C, A dan T untuk guanin-sitosin, sitosin-guanin, adenin-timin dan timin-adenin.
Tiga pasangan basa mewakili kode untuk asam amino tertentu dan disebut a kodon. Kodon tipikal dapat disebut GGA atau ATC. Karena masing-masing dari tiga tempat kodon untuk pasangan basa dapat memiliki empat konfigurasi yang berbeda, jumlah total kodon adalah 43 atau 64.
Ada sekitar 20 asam amino yang digunakan dalam sintesis protein, dan ada juga kodon untuk sinyal start dan stop. Akibatnya, ada cukup kodon untuk menentukan urutan asam amino untuk setiap protein dengan beberapa redudansi.
MRNA adalah salinan kode untuk satu protein.
Protein Diproduksi oleh Ribosom
Ketika mRNA meninggalkan nukleus, ia mencari a ribosom untuk mensintesis protein yang memiliki instruksi kode.
Ribosom adalah pabrik sel yang menghasilkan protein sel. Mereka terdiri dari bagian kecil yang membaca mRNA dan sebagian besar yang menyusun asam amino dalam urutan yang benar. Ribosom terdiri dari RNA ribosom dan protein terkait.
Ribosom ditemukan mengambang di sel sitosol atau melekat pada sel retikulum endoplasma (ER), serangkaian kantung tertutup membran ditemukan di dekat nukleus. Ketika ribosom mengambang menghasilkan protein, protein dilepaskan ke dalam sitosol sel.
Jika ribosom yang melekat pada ER menghasilkan protein, protein dikirim ke luar membran sel untuk digunakan di tempat lain. Sel yang mengeluarkan hormon dan enzim biasanya memiliki banyak ribosom yang melekat pada UGD dan menghasilkan protein untuk penggunaan luar.
MRNA berikatan dengan ribosom, dan terjemahan kode menjadi protein yang sesuai dapat dimulai.
Terjemahan Merakit Protein Tertentu Menurut Kode mRNA
Mengambang di sitosol sel adalah asam amino dan molekul RNA kecil yang disebut mentransfer RNA atau tRNA. Ada molekul tRNA untuk setiap jenis asam amino yang digunakan untuk sintesis protein.
Ketika ribosom membaca kode mRNA, ia memilih molekul tRNA untuk mentransfer asam amino yang sesuai ke ribosom. TRNA membawa molekul asam amino yang ditentukan ke ribosom, yang menempelkan molekul dalam urutan yang benar ke rantai asam amino.
Urutan acara adalah sebagai berikut:
Beberapa protein diproduksi dalam batch sementara yang lain disintesis terus menerus untuk memenuhi kebutuhan sel yang berkelanjutan. Ketika ribosom menghasilkan protein, aliran informasi dogma sentral dari DNA ke protein selesai.
Penyambungan Alternatif dan Efek dari Intron
Alternatif untuk aliran informasi langsung yang dibayangkan dalam dogma pusat baru-baru ini telah dipelajari. Dalam splicing alternatif, pre-mRNA dipotong untuk menghilangkan intron, tetapi urutan ekson dalam string DNA yang disalin diubah.
Ini berarti bahwa satu urutan kode DNA dapat menimbulkan dua protein berbeda. Sementara intron dibuang sebagai sekuens genetik non-coding, mereka dapat mempengaruhi pengkodean ekson dan mungkin menjadi sumber gen tambahan dalam keadaan tertentu.
Sementara dogma sentral biologi molekuler tetap valid sejauh menyangkut aliran informasi, rincian persis bagaimana informasi mengalir dari DNA ke protein kurang linier daripada yang diperkirakan semula.