Eiwitsynthese versus DNA-replicatie
Eiwitten en DNA bieden de meest fundamentele lay-out om het leven op aarde in stand te houden. In feite bepalen eiwitten de vorm en functies van de organismen, terwijl DNA de daarvoor benodigde informatie bewaart. Vandaar dat de synthese van proteïne en DNA-replicatie kan worden opgevat als uiterst belangrijke processen die plaatsvinden in de levende cellen. Beide processen starten vanuit de nucleotidesequentie van de nucleïnezuurstreng, maar dat zijn verschillende routes. De belangrijke stappen van beide processen worden uitgelegd en de verschillen tussen beide worden in dit artikel besproken.
Eiwitsynthese
Eiwitsynthese is een biologisch proces dat plaatsvindt in de cellen van organismen in drie hoofdstappen, bekend als transcriptie, RNA-verwerking en vertaling. In de transcriptiestap wordt de nucleotidesequentie van het gen in de DNA-streng getranscribeerd in RNA. Deze eerste stap lijkt sterk op de DNA-replicatie, behalve dat het resultaat een streng op RNA is bij de eiwitsynthese. De DNA-streng wordt ontmanteld met DNA-helicase-enzym, RNA-polymerase wordt gehecht op de specifieke plaats van het begin van het gen dat bekend staat als promotor, en RNA-streng wordt langs het gen gesynthetiseerd. Deze nieuw gevormde RNA-streng staat bekend als het boodschapper-RNA (mRNA).
De mRNA-streng brengt de nucleotidesequentie naar de ribosomen voor de RNA-verwerking. Specifieke tRNA (transfer RNA) moleculen zullen de relevante aminozuren in het cytoplasma herkennen. Daarna worden tRNA-moleculen aan de specifieke aminozuren gehecht. In elk tRNA-molecuul is er een reeks van drie nucleotiden. Een ribosoom in het cytoplasma is aan de mRNA-streng vastgemaakt en het startcodon (de promotor) wordt geïdentificeerd. De tRNA-moleculen met de overeenkomstige nucleotiden voor de mRNA-sequentie worden verplaatst naar de grote subeenheid van het ribosoom. Terwijl de tRNA-moleculen naar het ribosoom komen, wordt het overeenkomstige aminozuur via een peptidebinding aan het volgende aminozuur in de sequentie gebonden. Deze laatste stap staat bekend als vertaling; inderdaad, hier vindt de feitelijke eiwitsynthese plaats.
De vorm van het eiwit wordt bepaald door de verschillende soorten aminozuren in de keten, die aan tRNA-moleculen waren gehecht, maar tRNA is specifiek voor de mRNA-sequentie. Daarom is het duidelijk dat de eiwitmoleculen de informatie weergeven die is opgeslagen in het DNA-molecuul. Eiwitsynthese kan echter ook worden geïnitieerd vanuit een RNA-streng.
DNA-replicatie
DNA-replicatie is het proces waarbij twee identieke DNA-strengen uit één worden geproduceerd, en het omvat een reeks processen. Al deze processen vinden plaats tijdens de S-fase van de interfase van celcyclus of celdeling. Het is een energieverbruikend proces en in de eerste plaats zijn er drie belangrijke enzymen, bekend als DNA-helicase, DNA-polymerase en DNA-ligase, betrokken bij het reguleren van dit proces. Ten eerste ontmantelt DNA-helicase de dubbele helixstructuur van de DNA-streng door de waterstofbindingen tussen de stikstofhoudende basen van de tegenoverliggende strengen te verbreken. Deze ontmanteling begint vanaf een uiteinde van de DNA-streng en niet vanuit het midden. Daarom kan DNA-helicase worden beschouwd als een restrictie-exonuclease.
Na het blootstellen van de stikstofhoudende basen van het enkelstrengs DNA, worden de overeenkomstige deoxyribonucleotiden gerangschikt volgens de basesequentie en worden de respectievelijke waterstofbindingen gevormd door het DNA-polymerase-enzym. Dit specifieke proces vindt plaats op beide DNA-strengen. Ten slotte worden de fosfodiësterbindingen gevormd tussen opeenvolgende nucleotiden, om de DNA-streng te voltooien met behulp van DNA-ligase-enzym. Aan het einde van al deze stappen worden twee identieke DNA-strengen gevormd uit slechts één moeder-DNA-streng.
Verschil tussen eiwitsynthese en DNA-replicatie
