Как генетический код превращается в живую материю

Из чего мы состоим? Как наши тела функционируют? В основе всего этого – белки. Они играют важную роль в разных функциях организма: строят ткани, ускоряют химические реакции (ферменты), переносят вещества и так далее. Но как именно наш организм создает эти уникальные и нужные молекулы? Давайте разберёмся!

### Этапы Экспрессии Генов

1. Генетический Код (ДНК):

- ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) находится в ядре клетки и состоит из двух длинных цепочек, образующих двойную спираль. Эти цепочки состоят из нуклеотидов, где каждый нуклеотид включает сахар, фосфат и одну из четырех азотистых оснований (аденин, тимин, цитозин и гуанин). Геном организован в виде генов, каждый из которых кодирует определенные белки.

2. Транскрипция (создание мРНК):

- В процессе транскрипции определенная область ДНК становится доступной для фермента РНК-полимеразы. Этот фермент прикасается к промоторной области гена и начинает "разматывать" двойную спираль ДНК, чтобы создать доступ к одной из цепочек.

- РНК-полимераза движется вдоль цепочки ДНК, читая последовательность нуклеотидов и строя новую цепочку мРНК (матричной РНК) из комплементарных нуклеотидов. Например, к аденину в ДНК будет подбираться урацил в мРНК вместо тимина, который использовался бы в ДНК.

- По мере того как РНК-полимераза движется вдоль ДНК, цепь мРНК удлиняется, пока фермент не достигнет терминальной последовательности, обозначающей конец гена. На этом этапе мРНК готова к следующему этапу.

3. мРНК:

- После транскрипции молекула мРНК переносится из ядра в цитоплазму клетки. Там она будет служить шаблоном для синтеза белков. Перед этим мРНК претерпевает процессинг, включающий добавление специального «колпачка» на 5'-конце и полиаденинового "хвоста" на 3'-конце. Эти модификации защищают мРНК и помогают в её трансляции.

4. Транспортная РНК (тРНК):

- Транспортная РНК (тРНК) играет роль "шофера", доставляющего аминокислоты к рибосоме. Каждая тРНК молекула имеет специфическую антикодонную петлю, которая распознает и связывается с комплементарным кодоном на мРНК.

- Конкретная аминокислота привязывается к тРНК на другом конце молекулы. Когда правильный кодон мРНК и антикодон тРНК встречаются, аминокислота добавляется к полипептидной цепи, являющейся основой будущего белка.

5. Рибосомы:

- Рибосомы — это сложные молекулярные машины, состоящие из рибосомной РНК (рРНК) и белков. Они состоят из двух субъединиц: малой и большой.

- Когда мРНК выходит в цитоплазму, она связывается с малой рибосомной субъединицей. Затем большая субъединица присоединяется, и рибосома становится готовой к началу трансляции.

- Рибосома движется вдоль мРНК, читая последовательность кодонов по три нуклеотида за раз. С каждой новой тройкой нуклеотидов к рибосоме присоединяется соответствующая тРНК с аминокислотой.

- Процесс продолжается до тех пор, пока рибосома не достигнет стоп-кодона — специфической последовательности нуклеотидов, сигнализирующей о завершении синтеза белка. На этом этапе рибосома отцепляется от мРНК, и синтезированная полипептидная цепь (предшественник белка) высвобождается.

В конце концов, из простых генетических инструкций и цепочек аминокислот наш организм создаёт сложные и невероятно важные белки, способствующие нормальному функционированию наших клеток и поддержанию жизни.

Источник: vk.com

Комментарии: