Valkude süntees vs DNA replikatsioon
Valgud ja DNA on Maal elu säilitamiseks kõige olulisemad paigutused. Tegelikult määravad valgud organismide kuju ja funktsioonid, samas kui DNA säilitab selleks vajaliku teabe. Seega võib valgu ja DNA replikatsiooni sünteesi mõista kui äärmiselt olulisi protsesse, mis toimuvad elusrakkudes. Mõlemad protsessid saavad alguse nukleiinhappeahela nukleotiidjärjestusest, kuid need on erinevad rajad. Selgitatakse mõlema protsessi olulisi samme ja nendevahelisi erinevusi käsitletakse selles artiklis.
Valkude süntees
Valkude süntees on bioloogiline protsess, mis toimub organismide rakkudes kolmes peamises etapis, mida nimetatakse transkriptsiooniks, RNA töötlemiseks ja translatsiooniks. Transkriptsiooni etapis transkribeeritakse DNA ahelas oleva geeni nukleotiidjärjestus RNA-ks. See esimene samm on väga sarnane DNA replikatsiooniga, välja arvatud see, et tulemuseks on RNA ahel valgusünteesis. DNA ahel demonteeritakse DNA helikaasi ensüümiga, RNA polümeraas kinnitub konkreetsesse geeni alguskohta, mida nimetatakse promootoriks, ja RNA ahel sünteesitakse mööda geeni. Seda äsja moodustunud RNA ahelat tuntakse sõnumitooja RNA-na (mRNA).
MRNA ahel viib nukleotiidjärjestuse RNA töötlemiseks ribosoomidesse. Spetsiifilised tRNA (transfer RNA) molekulid tunnevad ära tsütoplasmas olevad asjakohased aminohapped. Pärast seda seotakse tRNA molekulid spetsiifiliste aminohapetega. Igas tRNA molekulis on kolmest nukleotiidist koosnev järjestus. Tsütoplasmas olev ribosoom on kinnitatud mRNA ahela külge ja identifitseeritakse lähtekoodon (promootor). tRNA molekulid koos mRNA järjestuse jaoks vastavate nukleotiididega viiakse ribosoomi suurde subühikusse. Kui tRNA molekulid jõuavad ribosoomi, seotakse vastav aminohape järjestuse järgmise aminohappega peptiidsideme kaudu. Seda viimast sammu nimetatakse tõlkimiseks; tõepoolest, siin toimub tegelik valgusüntees.
Valgu kuju määratakse ahelas olevate eri tüüpi aminohapete kaudu, mis olid seotud tRNA molekulidega, kuid tRNA on spetsiifiline mRNA järjestuse suhtes. Seega on selge, et valgumolekulid kujutavad DNA molekulis talletatud teavet. Kuid valgusünteesi saab käivitada ka RNA ahelast.
DNA replikatsioon
DNA replikatsioon on protsess, mille käigus saadakse ühest kaks identset DNA ahelat ja see hõlmab mitmeid protsesse. Kõik need protsessid toimuvad rakutsükli või raku jagunemise interfaasi S-faasis. See on energiat tarbiv protsess ja selle protsessi reguleerimises osalevad peamiselt kolm peamist ensüümi, mida tuntakse DNA helikaasina, DNA polümeraasina ja DNA ligaasina. Esiteks lammutab DNA helikaas DNA ahela kaksikheeliksi struktuuri, purustades vesiniksidemed vastandlike ahelate lämmastikualuste vahel. See lahtivõtmine algab DNA ahela lõpust, mitte keskelt. Seetõttu võib DNA helikaasi pidada restriktsioonieksonukleaasiks.
Pärast üheahelalise DNA lämmastikualuste eksponeerimist järjestatakse vastavad desoksüribonukleotiidid vastav alt alusjärjestusele ja vastavad vesiniksidemed moodustuvad DNA polümeraasi ensüümi toimel. See konkreetne protsess toimub mõlemas DNA ahelas. Lõpuks moodustuvad järjestikuste nukleotiidide vahel fosfodiestersidemed, et viia DNA ahel lõpule DNA ligaasi ensüümi abil. Kõigi nende etappide lõpus moodustub ainult ühest DNA emaahelast kaks identset DNA ahelat.
Erinevus valgu sünteesi ja DNA replikatsiooni vahel
| Valkude süntees | DNA replikatsioon |
| Lõpptulemus on valk | Lõpptulemus on DNA ahel |
| RNA osaleb protsessis | Protsessis osaleb ainult DNA |
| Selle võib algatada kas DNA-st või RNA-st | See on algatatud ainult DNA-st |
| Moodustub uus valguahel | Moodustub uus DNA ahel |
| Kaasatud on kolm peamist sammu | See on väga sünonüüm esimesele neist kolmest põhietapist |
| Toimub tuumas, mitokondrites ja tsütoplasmas | Toimub ainult tuumas, kuid mõnikord ka mitokondrites |
