Jsou proteiny syntetizovány z DNA? 7+ faktů, které byste měli vědět

V tomto článku se dozvíme o 8 důležitých faktech týkajících se „jsou proteiny syntetizovány z DNA“ spolu s centrálním dogmatem molekulární biologie.

Výroba proteinů je známá jako syntéza proteinů. Při aplikaci na biologické systémy se vyskytuje uvnitř buňky. Probíhá uvnitř prokaryotické cytoplazmy. Stejně jako u eukaryot je kódující úsek DNA nejprve přeložen do transkriptu (mRNA) v jádře. Ribozomy transformují transkript do proteinového komplexu s předem určenou sekvencí aminokyselin poté, co opustí jádro.

Proces, kterým buňky vytvářejí proteiny pomocí DNA, RNA a několika enzymů, je známý jako syntéza proteinů. Často zahrnuje skládání proteinů, modifikace a proteolýzu, stejně jako transkripční, translační a posttranslační procesy.

Pojďme si některé probrat fakta a pokusit se porozumět Jsou Proteiny Syntetizovaný z DNA?

• Jak se protein syntetizuje z DNA?
• Kdy se protein syntetizuje z DNA?
• Kde se protein syntetizuje z DNA?
• Lze protein syntetizovat bez DNA?
• Řídí DNA syntézu proteinů?
• Jak DNA řídí syntézu proteinů?
• Je protein syntetizován z RNA?
• Jsou proteiny syntetizovány z mRNA?

Syntéza prokaryotických vs. eukaryotických proteinů

• Klíčovou třídou biomolekul potřebných pro všechny živé věci k přežití jsou proteiny. Prokaryota i eukaryota produkují proteiny pro řadu aktivit a funkcí. Zatímco některé z proteinů slouží jako katalyzátory biologických reakcí, určité proteiny se používají pro strukturální funkce.
• Syntéza proteinů u prokaryot a eukaryot se výrazně liší. Například prokaryota cytoplazma je místo, kde protein výroba probíhá. Počáteční stadium (přepis) probíhá v jádro u eukaryot. Po vytvoření se transkript (mRNA) dostane do cytoplazmy, kde se nacházejí ribozomy.
• Zde se z mRNA vyrábí řetězec aminokyselin. Rozdíly mezi bakteriální a eukaryotickou syntézou proteinů jsou uvedeny níže.

Klíčové rozdíly

Jak se protein syntetizuje z DNA?

Toto úžasné umělecké dílo ilustruje syntézu proteinů, postup, který probíhá v buňkách všeho živého. Transkripce a translace jsou dva procesy, které tvoří proces známý jako syntéza proteinů.

Jádra eukaryotických buněk jsou kde dochází k transkripci. Během transkripce je vytvořena molekula messenger RNA pomocí DNA jako templátu (mRNA). Proces translace začíná na ribozomu v cytoplazmě poté, co molekula mRNA opustí jádro. Během translace je genetický kód přítomný v mRNA zpřístupněn a použit k produkci proteinu. Základní princip molekulární biologie, DNA→  RNA→  Protein, shrnuje tyto 2 procesy.

Přepis

Prvním prvkem základního principu molekulární biologie je transkripce: DNA → RNA. Říká se tomu přenos genetické informace z DNA do mRNA. Řetězec mRNA se vytváří během transkripce, aby doplnil řetězec DNA.

Kroky transkripce

Tři fáze transkripce jsou iniciace, elongace a ukončení. Následující diagram ukazuje kroky.

1. Iniciace je prvním krokem v transkripci. Probíhá, když promotor, oblast genu, interaguje s enzymem RNA polymerázou. Aby pro enzym „číst“ báze v jednom z řetězců DNA, to signalizuje DNA, aby se rozvinula. Enzym je připraven sestavit komplementární řetězec mRNA se sekvencí bází.
2. Přidání nukleotidových sekvencí k vláknu mRNA se nazývá elongace.
3. Přepis končí po ukončení. Když je vlákno mRNA dokončeno, oddělí se od DNA.

Zpracování mRNA

U eukaryot není nově transkribovaná mRNA ještě připravena k translaci. Pre-mRNA na této úrovni vyžaduje další zpracování, než se vyvine do zralé mRNA a opuštění jádra. Zpracování může zahrnovat polyadenylaci, editaci a sestřih. mRNA je těmito mechanismy pozměněna různými způsoby. Jeden gen nyní může produkovat několik proteinů, protože k těmto změnám.

• Jak je vidět na níže uvedeném diagramu, sestřih eliminuje introny z mRNA. Genom obsahuje oblasti zvané introny, které postrádají kódování proteinů. Exony jsou jediné části zbývající mRNA, které skutečně kódují protein. Diagram znázorňuje ribonukleoproteiny, což jsou drobné proteiny, které tvoří RNA v jádře a jsou nezbytné pro proces sestřihu.
• Některé z nukleotidů v mRNA jsou během editace změněny. Editace například vedla k vývoji dvou odlišných variant lidského proteinu (APOB), který pomáhá při transportu lipidů v krvi. Kvůli včasnému stop signálu, který editace přidává k mRNA, je jedna varianta menší než druhá.
• mRNA získává „ocas“ polyadenylací. V ocasu je řada As (adeninové báze). Ukazuje, že mRNA skončila. Navíc chrání mRNA před enzymy, které by ji rozložily, a napomáhá přenosu mRNA z jádra.

Překlad

Druhou složkou základního principu molekulární biologie je translace: RNA→ Protein. Je to postup, při kterém se přednáší genetická informace mRNA za účelem produkce proteinu. Níže uvedený obrázek ukazuje, jak překlad funguje. mRNA po opuštění jádra postupuje do ribozomu, který se skládá z proteinů a rRNA. Ribozom interpretuje řetězec kodonů v mRNA po přijetí aminokyselin z molekul tRNA ve správném pořadí.

• Musíte se dozvědět více o strukturním složení tRNA, abyste pochopili její funkci. Aminokyselina, kterou každá molekula tRNA nese, je reprezentována antikodonem.
• Antikodon je doplňkový kodon aminokyseliny. Například, protože aminokyselina lysin má kodon AAG, jeho antikodon je UUC.
• V důsledku toho by molekula tRNA prostřednictvím antikodonu UUC transportovala lysin. UUC antikodon tRNA se dočasně váže na jakékoli místo, kde následuje kodon AAG v mRNA. Aminokyselina v tRNA je ztracena, když je spojena s mRNA.
• Polypeptidový řetězec se vytváří, když jsou aminokyseliny přiváděny jedna po druhé do ribozomu pomocí rRNA. Dokud není dosaženo stop kodonu, řetězec aminokyselin pokračuje ve vývoji.

Co se stane po překladu?

Translace je často jen počáteční fází životního cyklu proteinu. Někdy musí protein podstoupit střední až významnou posttranslační modifikaci.

Například,

• Ne všechny polypeptidové řetězce lze považovat za „kompletní“ proteiny bez přidání dalších složek. Jiné polypeptidy vyžadují odstranění určitých oblastí pomocí postupu známého jako proteolýza.
• Často to zahrnuje deleci počáteční aminokyseliny řetězce (typicky methionin, prostřednictvím specifické aminokyseliny označené startovacím kodonem).

Kdy se protein syntetizuje z DNA?

Během transkripce je vytvořena molekula messenger RNA pomocí DNA jako templátu (mRNA). Proces translace začíná na ribozomu v cytoplazmě poté, co molekula mRNA opustí jádro. Během translace je genetický kód přítomný v mRNA zpřístupněn a použit k produkci proteinu.

Kde se protein syntetizuje z DNA?

Zatímco většina syntéza proteinů probíhá v cytoplazmě buňky, většina jeho DNA se nachází v jádře (malé % v mitochondriích). Genetická informace se přenáší z jádra do cytoplazmy prostřednictvím zprávy, protože molekuly DNA jsou příliš velké na to, aby se vešly přes jadernou membránu.

Př.: molekuly mediátorové RNA (mRNA; ribonukleová kyselina), což jsou malé jednovláknové nukleové kyseliny, které přenášejí tuto zprávu přes kódující oblasti specifických genů. Protože sekvence DNA určitého genu je ve skutečnosti přeložena do odpovídající RNA, proces přenosu informace z DNA do mRNA probíhá v jádře a je známý jako transkripce.

Lze protein syntetizovat bez DNA?

Výsledky nedávné studie odhalily, že messenger RNA (mRNA), o které je známo, že obsahuje informace pro sestavení aminokyselin, není nezbytná pro sestavení aminokyselin, které jsou považovány za stavební kameny proteinu.

Př.: V molekulární biologii je již dlouho přijímaná informace, že DNA funguje jako plán, který přenáší instrukce pro produkci proteinů uvnitř těla. Čerstvé studie však toto konvenční myšlení vyvracejí tím, že ukazují, že některé proteiny mají schopnost produkovat jiné proteiny.

Má DNA přímá syntéza bílkovin?

Vaše buňky a prakticky každý jiný organismus obsahují DNA jako svou hlavní genetickou složku. Používá se ve vícestupňovém procesu syntézy proteinů, který transformuje kódovanou zprávu DNA na použitelnou molekulu proteinu.

Jak DNA řídí syntézu bílkovin?

Překlad je prováděn ribozomy, které jsou buď přítomny v cytoplazmě nebo připojené k endoplazmatickému retikulu. Proto je produkce proteinu řízena daty obsaženými v jeho DNA pomocí messengerů (mRNA) a translátorů (tRNA). DNA se v jádře přemění na RNA. Zpráva je přenášena mRNA z jádra do cytoplazmatického ribozomu, kde je tRNA přeložena na protein.

Potřebné kroky:

• Většina genů poskytuje informace potřebné k vytvoření užitečných molekul známých jako proteiny. (Několik genů produkuje regulační materiály, které buňce pomáhají vytvářet proteiny.) Proces přechodu od genu k proteinu uvnitř každé buňky je složitý a pod přísným dohledem.
• Přepisy a překlad jsou dva hlavní kroky. Transkripce a translace spolupracují na produkci genové exprese.
• Informace obsažené v DNA genu jsou přeneseny do podobné molekuly zvané RNA (ribonukleová kyselina). buněčné jádro při přepisu.
• RNA i DNA se skládají z řady stavebních jednotek nukleotidů, navzdory skutečnosti, že jejich chemické složení se od sebe mírně liší.
• Protože messenger RNA (mRNA) přenáší informace z jádra do cytoplazmy, je to právě tento typ RNA, který obsahuje instrukce potřebné k vytvoření proteinu.
• Cytoplazma je místo, kde probíhá translace, druhý krok při přeměně genu na protein. Ribozom, specializovaný komplex, který „čte“ nukleotidovou sekvenci mRNA, interaguje s messenger RNA (mRNA).
• Tři nukleotidové sekvence tvoří kodon, který typicky kóduje jednu aminokyselinu. (Aminokyseliny jsou stavebními kameny proteinů.) Jedna aminokyselina po druhé, přenosová RNA (tRNA), druh RNA, sestavuje protein.
• Syntéza bílkovin pokračuje až do a „stop“ kodon narazí na ribozom (uspořádání 3 nukleotidů, které nekóduje aminokyselinu).

Přenos informací z DNA přes RNA do proteinů je jednou ze základních myšlenek molekulární biologie. Pro svou důležitost bývá označováno jako „ústřední dogma“.

Je protein syntetizován z RNA?

Katalytické mechanismy syntézy proteinů, které zahrnují spojování aminokyselin za vzniku molekul proteinů, jsou řízeny molekulami rRNA ribozomu. Pro označení této role se rRNA často označuje jako ribozym nebo katalytická RNA.

Jsou proteiny syntetizovány z mRNA?

Během transkripce slouží DNA jako templát pro konstrukci molekuly messenger RNA (mRNA). Molekula mRNA putuje do a cytoplazmatický ribozom kde k translaci dochází po opuštění jádra. Genetický kód nalezený v mRNA je analyzován a použit k vytvoření proteinu během translace.

ex: Pravidla genetického kódování transformují nukleotidovou sekvenci genu na aminokyselinovou sekvenci proteinu prostřednictvím média mRNA.

• Syntéza bílkovin je proces, jehož prostřednictvím buňky produkují bílkoviny. Tyto dva kroky jsou transkripce a překlad.
• Transkripce je proces, kterým se genetická informace v DNA přeměňuje na mRNA v jádře. Iniciace, prodloužení a ukončení tvoří jeho tři kroky. Jakmile jsou instrukce rozebrány, mRNA je pošle do ribozomu v cytoplazmě.
• Translace probíhá na ribozomu, který je tvořen proteiny a rRNA. Instrukce mRNA jsou čteny během translace a tRNA posílá správnou sekvenci aminokyselin do ribozomu. Poté rRNA přispívá k tvorbě aminokyselinových spojení, které vedou k polypeptidovému řetězci.
• Polypeptidový řetězec může podstoupit další zpracování poté, co byl syntetizován za vzniku kompletního proteinu.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Ve výše uvedeném článku jsme studovali transkripci, translaci a roli DNA/RNA v syntéze proteinů. Kroky zapojené do procesu 'Překlad' – centrální dogma molekulární biologie.

Také čtení:

• Příklady chemoautotrofů
• Funkce spliceosomu
• Dna supercoiling životně důležitý mechanismus pro balení DNA
• Potravinová vakuola v rostlinné buňce
• Mají zvířecí buňky řasinky
• Příklad exocytózy
• Příklad semenné rostliny
• Má buněčná membrána lipidy?
• Příklady cévnatých rostlin
• Mají bakterie lysozomy