Celldelning är väsentlig för att en organism ska växa, men när en cell delar sig måste den återskapa DNA i dess genom så att de två dotternas celler har samma genetiska information som deras förälder. DNA ger en enkel mekanism för replikering. I transkription, eller RNA-syntesen, kodas av en gen kopieras till messenger-RNA med RNA-polymeras.
I motsats till DNA-replikation resulterar transkription i ett RNA-komplement som innefattar uracil (U) i alla fall där tymin (T) skulle ha inträffat i ett DNA-komplement.
Replication | Transkription | |
---|---|---|
Ändamål | Syftet med replikering är att bevara hela genomet för nästa generation. | Syftet med transkription är att göra RNA-kopior av enskilda gener som cellen kan använda i biokemi. |
Definition | DNA-replikation är replikationen av en DNA-sträng i två dottersträngar, varje dottersträng innehåller hälften av den ursprungliga DNA-dubbelhelikixen. | Använder generna som mallar för att producera flera funktionella former av RNA |
Produkter | En sträng av DNA blir 2 dottersträngar. | mRNA, tRNA, rRNA och icke-kodande RNA (som mikroRNA) |
Produktbearbetning | I eukaryoter binder komplementära baspar nukleotider med känslan eller antisenssträngen. Dessa är då anslutna till fosfodiesterbindningar med DNA-helix för att skapa en komplett sträng. | En 5'-kappa läggs till, en 3'-poly A-svans tillsätts och introner splics ut. |
Basparning | Eftersom det finns 4 baser i kombinationer med tre bokstäver finns det 64 möjliga kodoner (43 kombinationer). | RNA-transkription följer basparringsregler. Enzymet gör den komplementära strängen genom att hitta den rätta basen genom komplementär basparning och binda den på den ursprungliga strängen. |
kodon | Dessa kodar de tjugo standard aminosyrorna, vilket ger de flesta aminosyror mer än ett möjligt codon. Det finns också tre "stopp" eller "nonsens" kodoner som indikerar slutet av kodningsregionen; Dessa är UAA, UAG och UGA kodoner. | DNA-polymeraser kan endast förlänga en DNA-sträng i en 5'-3'-riktning, olika mekanismer används för att kopiera de dubbelkomponenterna i dubbelhelixen. På så sätt dikterar basen på den gamla strängen vilken bas som visas på den nya strängen. |
Resultat | I replikation är slutresultatet två dotterceller. | Under transkriptionen är slutresultatet en RNA-molekyl. |
Produkt | Replikering är dubbelarbete av två strängar av DNA. | Transkription är bildandet av enkel, identisk RNA från det tvåsträngade DNA. |
enzymer | De två strängarna separeras och sedan varje strängs komplementära DNA-sekvens återskapas av ett enzym som heter DNA-polymeras. | Vid transkription kopieras kodonerna av en gen till Renger-RNA genom RNA-polymeras. Denna RNA-kopia avkodas därefter av en ribosom som läser RNA-sekvensen genom basparning av messenger-RNA för att överföra RNA, som bär aminosyror. |
Enzymer krävs | DNA-helikas, DNA-polymeras. | Transkriptas (typ av DNA-helikas), RNA-polymeras. |
DNA-replikations- och mRNA-transkriptionsprocessen förklaras i följande video. Observera att samtidigt som man förklarar om DNA-replikation, berör den också mutationsprocessen.
Denna YouTube-video visar hur DNA spolas och viks för kompression och även hur det replikeras i en monteringsmod med miniatyr biokemiska maskiner. Medan det är en bra video för att förstå det kompletta systemet och kontinuerlig process för DNA-replikering, visar följande video varje steg i processen mer detaljerat:
Det första steget i DNA-replikation är att DNA-dubbelhelixen rullas i två enkla strängar av ett enzym som kallas helikas. Som förklaras i denna video replikeras en av dessa strängar (kallad "ledande sträng") kontinuerligt i "framåtriktad" riktning medan den andra strängen ("slingrande sträng") måste replikeras i bitar i motsatt riktning. I vilket fall som helst innebär processen för replikering av varje DNA-sträng ett enzym som kallas primas som fäster en "primer" till strängen som markerar den plats där replikation bör börja och ett annat enzym som heter DNA-polymeras som fäster vid primern och rör sig längs DNA-strängen Lägger till nya "bokstäver" (baserna C, G, A, T) för att slutföra den nya dubbelhelixen.
Eftersom de två trådarna i dubbelspiralen löper i motsatta riktningar fungerar polymeraserna olika på de två strängarna. På en sträng - den "ledande strängen" - polymeraset kan röra sig kontinuerligt och lämnar ett spår av nytt dubbelsträngat DNA bakom det.
Man trodde att replikationen av de ledande och bakre trådarna på något sätt samordnas eftersom i avsaknad av sådan samordning skulle det finnas sträckor av enkelsträngat DNA som är sårbara för skador och oönskade mutationer.
Men UC Davis-undersökningar har nyligen funnit att det inte finns någon sådan samordning. Istället liknar de processen att köra på en motorväg i trafiken. Trafiken i två körfält kan tyckas gå långsammare eller snabbare vid vissa tider under resan men bilar i båda körfält skulle nå destinationen ungefär samma gång i slutet. På liknande sätt är DNA-replikationsprocessen full av tillfälliga stopp, omstart och övergripande variabel hastighet.