Синтез на протеин срещу репликация на ДНК
Протеините и ДНК осигуряват най-фундаменталното оформление за поддържане на живота на Земята. Всъщност протеините определят формата и функциите на организмите, докато ДНК съхранява информацията, необходима за това. Следователно, синтезът на протеин и репликацията на ДНК могат да се разбират като изключително важни процеси, които протичат в живите клетки. И двата процеса започват от нуклеотидната последователност на веригата на нуклеиновата киселина, но това са различни пътища. Важните стъпки на двата процеса са обяснени и разликите между тях са обсъдени в тази статия.
Синтез на протеини
Протеиновият синтез е биологичен процес, който протича в клетките на организмите в три основни стъпки, известни като транскрипция, обработка на РНК и транслация. В етапа на транскрипция нуклеотидната последователност на гена в ДНК веригата се транскрибира в РНК. Тази първа стъпка е много подобна на репликацията на ДНК, с изключение на това, че резултатът е верига върху РНК в протеиновия синтез. ДНК веригата се разглобява с ДНК хеликазен ензим, РНК полимеразата се прикрепя към специфичното място на началото на гена, известно като промотор, и РНК веригата се синтезира по дължината на гена. Тази новообразувана РНК верига е известна като информационна РНК (mRNA).
МРНК веригата отвежда нуклеотидната последователност към рибозомите за обработка на РНК. Специфични tRNA (трансферна RNA) молекули ще разпознаят съответните аминокиселини в цитоплазмата. След това молекулите на tRNA се прикрепват към специфичните аминокиселини. Във всяка молекула tRNA има последователност от три нуклеотида. Рибозома в цитоплазмата е прикрепена към иРНК веригата и се идентифицира началният кодон (промоторът). Молекулите tRNA със съответните нуклеотиди за mRNA последователността се преместват в голямата субединица на рибозомата. Когато tRNA молекулите стигнат до рибозомата, съответната аминокиселина се свързва със следващата аминокиселина в последователността чрез пептидна връзка. Тази последна стъпка е известна като превод; всъщност това е мястото, където се извършва действителният протеинов синтез.
Формата на протеина се определя чрез различните видове аминокиселини във веригата, които са прикрепени към tRNA молекули, но tRNA са специфични за mRNA последователността. Следователно е ясно, че протеиновите молекули изобразяват информацията, съхранявана в молекулата на ДНК. Протеиновият синтез обаче може да бъде иницииран и от РНК верига.
репликация на ДНК
ДНК репликацията е процес на производство на две идентични ДНК вериги от една и включва серия от процеси. Всички тези процеси протичат по време на S фазата на интерфазата на клетъчния цикъл или клетъчното делене. Това е процес, който отнема енергия и основно три основни ензима, известни като ДНК хеликаза, ДНК полимераза и ДНК лигаза, участват в регулирането на този процес. Първо, ДНК хеликазата демонтира двойната спирална структура на ДНК веригата чрез разкъсване на водородните връзки между азотните бази на противоположните нишки. Това разглобяване започва от края на ДНК веригата, а не от средата. Следователно ДНК хеликазата може да се разглежда като рестрикционна екзонуклеаза.
След излагане на азотните бази на едноверижната ДНК, съответните дезоксирибонуклеотиди се подреждат според базовата последователност и съответните водородни връзки се образуват от ензима ДНК полимераза. Този конкретен процес протича и на двете вериги на ДНК. Накрая, фосфодиестерните връзки се образуват между последователни нуклеотиди, за да се завърши ДНК веригата с помощта на ензима ДНК лигаза. В края на всички тези стъпки две идентични ДНК вериги се образуват само от една майчина ДНК верига.
Разлика между протеиновия синтез и репликацията на ДНК
| Синтез на протеини | репликация на ДНК |
| Крайният резултат е протеин | Крайният резултат е ДНК верига |
| РНК участва в процеса | В процеса участва само ДНК |
| Това може да бъде инициирано от ДНК или РНК | Това се инициира само от ДНК |
| Образува се нова протеинова верига | Формирана е нова ДНК верига |
| Включват се три основни стъпки | Това е силно синоним на първата от тези три основни стъпки |
| Провежда се в ядрото, митохондриите и цитоплазмата | Провежда се само в ядрото, но понякога и в митохондриите |
