0000023 2

GENETYKA

GENETYKA

OH * A

C C

wolny koniec 3'-OH.do którego przyłączany jest aminokwas

koniec 3' ma we wszystkich tRNA stalą sekwencję nuklcotydów

pętla DHU (dihydrouracylowa)

pętla TyC (pseudouracylowa)

pętla antykodonowa (zawiera 7 nuklcotydów. z których 3 środkowe tworzą aniykodon umożliwiający rozpoznawanie kodonów mRNA)

OH

Anłykodon

Ryc. 23 B.

Budowa cząsteczki tRNA: a — model „liścia koniczyny”, b — model przestrzenny.

Wniosek: Cząsteczka tRNA o swoistym antykodonie. np.

GGG dla glicyny, transportuje tylko i wyłącz-; nie glicynę. Cząsteczka tRNA z antykodonem GUU dla waliny niesie tylko i wyłącznie walinę itd. Ogólnie więc: każdy aminokwas ma swój „własny", specyficzny tRNA.

MATRYCĄ DO WŁAŚCIWEJ BIOSYNTEZY BIAŁKA JEST mRNA

Cząsteczki tRNA rozwiązują problem nieprzystawalności trójek nukleotydowych i amino-] kwasów, jednak nie odczytują informacji bezpośrednio z DNA! U Eucaryota można wykazać te w bardzo prosty sposób, ponieważ praktycznie cale DNA „siedzi” w jądrze komórkowym, jednak usunięcie tego ostatniego wcale nie zatrzymuje biosyntezy białka. Szybko okazało się, że¹ istnieje logiczne rozwiązanie tej pozornej sprzeczności — do syntezy białka wykorzystywana jest jedynie robocza kopia genu w postaci jcdnoniciowcgo kwasu rybonukleinowego, który panowie F. Jacob i J. Monod (także elegancko) nazwali messenger RNA (mRNA, informacyjny RNA, rzadko też: posłańcowy RNA). Jest bardzo prawdoptKlobnc, że w toku ewolucji zdecydowanie bardziej preferowane były komórki, które matrycę DNA „oszczędzały do celów strategicznych, natomiast do budowy białek używały niewielkich kopii określonych odcinków (w postaci matryc roboczych, czyli mRNA). To tak, jak gdyby ktoś miał niezwykle cenną książkę zawierającą doku-jnentację techniczną budowy dużego, wspaniałego domu. Jeśli taka osoba miałaby odrobinę rozumu, to nic łaziłaby z tak cennym źródłem informacji po placu budowy, bo mogłoby to skończyć się fatalnie. Gdybym ja był w sytuacji tego „gościa", robiłbym tylko kserokopie.

Podsumowując — ekspresję zawartej w genie informacji genetycznej możemy podzielić na dwa etapy:

1.    Pierwszy, w którym informacja zawarta w genie kopiowana jest z matrycy DNA na kopię roboczą — stanowi ją cząsteczka mRNA. Jest to „sprytne" rozwiązanie, ponieważ pozwala unikać zaangażowania podstawowej matrycy w skomplikowane procesy, które mogłyby ją uszkodzić. Jak zapewne doskonale wiesz, przepisywanie informacji z DNA na RNA nazywamy transkrypcją (por. dalej):

2.    Drugi, w którym matryca robocza wykorzystywana jest do właściwej biosyntezy białka, czyli do translacji (por. dalej). W procesie tym następuje przetłumaczenie języka ułożenia nuklcotydów na język ułożenia aminokwasów.

Ponieważ faktycznie w przeciętnej komórce informacja przepływa zgodnie z zasadą:

DNA mRNA —> białko,

a

irjiukrypcja

iramlacja

Crick zaproponował, jak się później okazało nieco na wyrost, uznanie tego kierunku realizacji informacji za nieodwracalny i przyjął, że jest to „centralny dogmat” biologii molekularnej. Dzisiaj wiadomo, iż przepływ informacji może być bardziej skomplikowany (por. Ryc. 24). Znanym przykładem może tu być wirus HI V wywołujący AIDS. Zaliczany on jest do tzw. retrowirusów. ponieważ jego matrycą informacyjną jest RNA, który' ulega przepisaniu na DNA (por. ROZDZ: 4, a także ANATOMIA I..., ROZDZ: 10).

białko

mRNA

(K.Umin.1

/. transkrypcja

trwukrypcji

translacja

Ryc. 24.

Możliwości ekspresji oraz powielania informacji genetycznej.

RNA

DNA

mRNA

białko

3. 2. 1. Transkry pcja

PROCES TRANSKRYPCJI PRZYPOMINA NIECO REPLIKACJĘ

Oczywiście istnieją bardzo poważne różnice, jednak zasadniczy, biochemiczny mechanizm włączania kolejnych nuklcotydów przy wykorzystaniu instrukcji „płynących” z matrycy jest taki sam (por. MOLEKULARNE PODŁOŻE.....ROZDZ: 8.2.2).

Oprócz zwiększania stopnia bezpieczeństwa matrycy, etap realizacji informacji genetycznej DNA —» mRNA ma jeszcze jedną korzyść. Jest nią jcdnoniciowość kopii roboczej. Jeśli

45