Proteinszintézis kontra DNS-replikáció
A fehérjék és a DNS jelentik a legalapvetőbb elrendezést a földi élet fenntartásához. Valójában a fehérjék határozzák meg az organizmusok alakját és funkcióit, míg a DNS megtartja az ehhez szükséges információkat. Ezért a fehérje- és DNS-replikáció szintézise rendkívül fontos folyamatnak tekinthető, amely az élő sejtekben zajlik. Mindkét folyamat a nukleinsavszál nukleotidszekvenciájából indul ki, de ezek különböző útvonalak. Mindkét folyamat fontos lépéseit ismertetjük, és a köztük lévő különbségeket tárgyaljuk ebben a cikkben.
Fehérjeszintézis
A fehérjeszintézis egy biológiai folyamat, amely az organizmusok sejtjeiben zajlik, három fő lépésben, ezek a transzkripció, az RNS-feldolgozás és a transzláció. A transzkripciós lépésben a DNS-szálban lévő gén nukleotidszekvenciája RNS-vé íródik át. Ez az első lépés nagyon hasonló a DNS-replikációhoz, kivéve, hogy az eredmény egy szál az RNS-en a fehérjeszintézisben. A DNS-szálat DNS-helikáz enzimmel szétbontva az RNS-polimeráz a promóterként ismert gén kiindulási helyére kötődik, és a gén mentén szintetizálódik az RNS-szál. Ezt az újonnan képződött RNS-szálat hírvivő RNS-nek (mRNS) ismerik.
Az mRNS-szál elviszi a nukleotidszekvenciát a riboszómákhoz az RNS-feldolgozáshoz. A specifikus tRNS (transzfer RNS) molekulák felismerik a releváns aminosavakat a citoplazmában. Ezt követően tRNS-molekulák kapcsolódnak a specifikus aminosavakhoz. Minden tRNS-molekulában három nukleotidból álló szekvencia található. A citoplazmában egy riboszóma kapcsolódik az mRNS-szálhoz, és azonosítják a kiindulási kodont (a promotert). Az mRNS-szekvenciának megfelelő nukleotidokat tartalmazó tRNS-molekulák a riboszóma nagy alegységébe kerülnek. Ahogy a tRNS-molekulák a riboszómához jutnak, a megfelelő aminosav peptidkötésen keresztül kapcsolódik a szekvenciában következő aminosavhoz. Ezt az utolsó lépést fordításnak nevezzük; valóban, itt megy végbe a tényleges fehérjeszintézis.
A fehérje alakját a láncban lévő különböző típusú aminosavak határozzák meg, amelyek a tRNS-molekulákhoz kapcsolódnak, de a tRNS az mRNS-szekvenciára specifikus. Ezért egyértelmű, hogy a fehérjemolekulák a DNS-molekulában tárolt információkat ábrázolják. Azonban a fehérjeszintézis RNS-szálból is beindítható.
DNS-replikáció
A DNS-replikáció az a folyamat, amelyben két azonos DNS-szálat állítanak elő egyből, és ez egy sor folyamatot foglal magában. Mindezek a folyamatok a sejtciklus vagy sejtosztódás interfázisának S fázisában játszódnak le. Ez egy energiaigényes folyamat, és elsősorban három fő enzim, a DNS-helikáz, a DNS-polimeráz és a DNS-ligáz vesz részt ennek a folyamatnak a szabályozásában. Először is, a DNS-helikáz szétszedi a DNS-szál kettős hélix szerkezetét azáltal, hogy megszakítja a hidrogénkötéseket az ellentétes szálak nitrogéntartalmú bázisai között. Ez a szétszerelés a DNS-szál végétől kezdődik, nem pedig a közepétől. Ezért a DNS-helikáz restrikciós exonukleáznak tekinthető.
Az egyszálú DNS nitrogéntartalmú bázisainak feltárása után a megfelelő dezoxiribonukleotidok a bázisszekvenciának megfelelően rendeződnek el, és a megfelelő hidrogénkötéseket a DNS-polimeráz enzim hozza létre. Ez a sajátos folyamat mindkét DNS-szálon végbemegy. Végül a foszfodiészter kötések az egymást követő nukleotidok között jönnek létre, hogy a DNS-szálat DNS-ligáz enzim segítségével kiegészítsék. Mindezen lépések végén csak egy anya-DNS-szálból két azonos DNS-szál képződik.
Különbség a fehérjeszintézis és a DNS-replikáció között
| Fehérjeszintézis | DNS-replikáció |
| A végeredmény egy fehérje | A végeredmény egy DNS-szál |
| RNS részt vesz a folyamatban | Csak a DNS vesz részt a folyamatban |
| Ez akár DNS-ből, akár RNS-ből indulhat be | Ez csak a DNS-ből indult be |
| Új fehérjelánc keletkezik | Új DNS-szál keletkezik |
| Három fő lépésről van szó | Ez erősen szinonimája a három fő lépés közül az elsőnek |
| A sejtmagban, a mitokondriumokban és a citoplazmában játszódik | Csak a sejtmagban játszódik, de néha a mitokondriumokban is |
