학습 목표

주요 목표

  • 설명하는 프로세스를 세포 단백질을 구축을 사용하여 DNA 의 코드

이 섹션에서,당신이 할 수있을 것입:

  • 는 방법을 설명하는 유전자 코드에서 DNA 를 결정합 단백질을 형성
  • 프로세스에 대해 설명합니다 전사
  • 설명 프로세스의 번역
  • 토론하는 기능의 변

그것은 앞에서 언급되는 DNA 로 제공””청사진에 대한 세포 구조 및 생리학입니다. 이것은 DNA 가 하나의 매우 중요한 분자 유형 인 단백질을 구축하는 데 필요한 정보를 포함하고 있다는 사실을 나타냅니다. 대부분의 구조상 분대의 세포 구성,적어도 부분에서는 단백질에 의해 거의 모든 기능에는 셀 수가 완료되의 도움으로 단백질이다. 가장 중요한 중 하나의 클래스는 단백질이 효소는 데 도움 속도 필요한 생화학적 반응하는 세포 내부. 일부의 이러한 중요한 생화학적 반응을 포함한 건물은 더 큰 분자에서 작은 구성 요소(과 같은 것 중에 발생하는 DNA 복제 또는 합성의 microtubules)과 나누고 더 큰 분자들 작은 구성 요소(할 때와 같이 수확을 화학적 에너지에서 영양 분자). 세포 과정이 무엇이든간에 단백질을 포함하는 것이 거의 확실합니다. 세포의 게놈이 DNA 의 완전한 보체를 설명하는 것처럼,세포의 프로테옴은 단백질의 완전한 보체입니다. 단백질 합성은 유전자로 시작됩니다. 유전자는 단백질을 만드는 데 필요한 유전 정보를 제공하는 dna 의 기능적 세그먼트입니다. 각각의 특정 유전자는 특정 단백질을 구성하는 데 필요한 코드를 제공합니다. 유전자 발현을 변환하는 정보를 코딩하는 유전자에서 최종 유전자 제품,궁극적으로 지시한 구조 및 기능의 세포를 결정하여하는 단백질을 만들어집니다.

유전자의 해석은 다음과 같은 방식으로 작동합니다. 단백질은 많은 아미노산 빌딩 블록의 고분자 또는 사슬임을 상기하십시오. 유전자의 염기 서열(즉,A,T,C,G 뉴클레오타이드의 서열)은 아미노산 서열로 변환됩니다. 삼중 항은 특정 아미노산에 대 한 코드 행에 3 개의 DNA 염기의 섹션입니다. 예를 들어,DNA 트리플렛 CAC(시토신,아데닌 및 시토신)는 아미노산 발린을 지정한다. 따라서,유전자로 구성된 다수의 쌍둥이에서 독특한 시퀀스를 제공하는 코드를 구축하는 전체 단백질,여러 개의 아미노산을 적절한 순서로(그림 3.4.1). 세포가 DNA 코드를 단백질 생성물로 전환시키는 메커니즘은 rna 분자를 중간체로 사용하는 2 단계 과정입니다.

이 다이어그램은 단백질으로의 RNA 의 번역을 보여줍니다. DNA 템플릿 가닥은 전사를 통해 RNA 가닥이되는 것으로 나타났습니다. 그런 다음 RNA 가닥은 번역을 거쳐 단백질이됩니다.
그림 3.4.1-유전자 코드:DNA 는 세포의 단백질을 만드는 데 필요한 모든 유전 정보를 보유합니다. 유전자의 뉴클레오티드 서열은 궁극적으로 유전자의 상응하는 단백질의 아미노산 서열로 번역된다.

DNA 에서 RNA:전사

DNA 내에 보관되어 핵,및 단백질 합성에서 일어나는 세포질,따라서 어떤 종류가 있어야합의 중간저 떠나는 핵고 관리하는 단백질 합니다. 이 중간 메신저는 메신저 RNA(mRNA),(그림 3.월 29 일)단일가닥 핵산을 전달하는 복사본을의 유전자 코드에 대해 하나의 유전자의 핵과 세포질로 사용되는 단백질을 생성하.

여러 가지 유형의 RNA 가 있으며,각 rna 는 셀에서 서로 다른 기능을 가지고 있습니다. RNA 의 구조는 몇 가지 작은 예외를 제외하고는 DNA 와 유사합니다. 한 가지로,DNA 와 달리 mRNA 를 포함한 대부분의 유형의 RNA 는 단일 가닥이며 상보적인 가닥을 포함하지 않습니다. 둘째,RNA 의 리보스 설탕은 DNA 와 비교하여 추가적인 산소 원자를 함유한다. 마지막으로,염기 티민 대신에,RNA 는 염기 우라실을 함유한다. 이것은 단백질 합성 과정에서 아데닌이 항상 우라실과 짝을 이룰 것임을 의미합니다.

유전자 발현은 관심 유전자에 상보적인 mRNA 의 가닥의 합성 인 전사라고 불리는 과정으로 시작됩니다. MRNA 는 유전자의 DNA 코드의 성적표 또는 사본과 같기 때문에이 과정을 전사라고합니다. 녹음방송을 시작한 패션에 다소 다음과 같 DNA 복제,에서는 지역의 DNA 를 풀어 그리고 두 가닥의 별도,그러나,작은 부분의 DNA 를 분할됩다. DNA 분자의이 섹션에있는 유전자 내의 삼중 항은 rna 의 상보적인 가닥을 전사하는 템플릿으로 사용됩니다(그림 3.4.2). 코돈은 mRNA 의 3 염기 서열이며,이른바 아미노산을 직접 암호화하기 때문입니다. DNA 복제와 마찬가지로 전사에 3 단계가 있습니다:개시,신장 및 종료.

이 다이어그램,RNA 은 다음과 같 DNA 전사 템플 스트랜드 해당 RNA 성적 증명서.
그 3.4.2–사:에서 DNA 를 mRNA:에서의 첫번째 두 가지 단계를 만드는 단백질이에서 DNA,유전자에서 DNA 를 분자가로 변하게 하는 상호 보완적인 mRNA 분자입니다.

DNA 로부터 단백질을 만드는 두 단계 중 첫 번째 단계에서 DNA 분자상의 유전자가 상보적인 mRNA 분자로 전사된다.

1 단계:개시. 지역의 시작 부분에서 유전자 발기인—특정 순서의 뉴클레오티드—트리거의 시작을 녹음.

단계 2:신장. Rna 중합 효소가 DNA 세그먼트를 풀 때 전사가 시작됩니다. 코딩 가닥이라고 불리는 한 가닥은 코딩 될 유전자가있는 템플릿이됩니다. 그런 다음 중합 효소는 올바른 핵산(A,C,G 또는 U)을 DNA 의 코딩 가닥에 상보적인 염기와 정렬합니다. RNA 중합 효소는 rna 의 성장하는 가닥에 새로운 뉴클레오타이드를 추가하는 효소입니다. 이 과정은 mRNA 의 가닥을 만듭니다.

3 단계:종료. 을 때 효소의 끝 부분에 도달했는 유전자의 세 가지 특정 쌍둥이(UAA,UAG,또는 UGA)코드”stop”신호를 트리거하는 효소를 종료하는 전사 및 릴리스 mRNA 성적 증명서.

전사 프로세스에 의해 규제의 클래스는 단백질이라고는 전사 인 바인딩하는 유전자 시퀀스 및을 승진시키거나 억제하에 그들의 녹음. (그림 3.35 를 여기로 이동).

mRNA 분자가 핵을 떠나 단백질 합성으로 진행되기 전에 여러 가지 방법으로 변형됩니다. 이런 이유로,그것은 종종이 단계에서 pre-mRNA 라고 불립니다. 예를 들어,DNA,따라서 보완 mRNA 는 아미노산을 코딩하지 않는 비 코딩 영역이라고하는 긴 영역을 포함합니다. 그들의 기능은 여전히 수수께끼이지만,splicing 이라는 프로세스는 pre-mRNA transcript(그림 3.4.3)에서 이러한 비 코딩 영역을 제거합니다. Spliceosome—다양한 단백질과 다른 분자로 구성된 구조-는 mRNA 와”splices”에 부착되거나 비 코딩 영역을 잘라냅니다. 성적표의 제거 된 세그먼트를 인트론이라고합니다. 나머지 엑손은 함께 붙여. 엑손은 접합 후 남아있는 RNA 의 세그먼트입니다. 흥미롭게도 mRNA 에서 제거되는 일부 인트론은 항상 비 코딩이 아닙니다. MRNA 의 상이한 코딩 영역이 접합 될 때,단백질의 상이한 변이는 결국 구조 및 기능의 차이로 귀착 될 것이다. 이 과정은 가능한 단백질과 단백질 기능의 훨씬 더 큰 다양성을 초래합니다. MRNA 성적표가 준비되면 핵 밖으로 세포질로 이동합니다.

외부 웹사이트

이 비디오를 보여줍니다 중요한 효소 및 생체 분자 참여 프로세스에서의 전사,프로세스를 만들의 mRNA 분자에서 DNA 를 가지고 있습니다.

이 다이어그램,pre-mRNA 성적증명서에 표시된 최고의 순서도. 이 사전 mRNA 성적 증명서에는 인트론과 엑손이 포함되어 있습니다. 다음 단계에서 인트론은 스플 라이스라고하는 구조에 있습니다. 마지막 단계에서 인트론은 접합 된 RNA 와 분리되어 표시됩니다.
그림 3.4.3-접합 DNA: 핵에서 spliceosome 이라고 불리는 구조는 pre-mRNA transcript 내에서 인트론(noncoding regions)을 잘라내어 엑손을 다시 연결합니다.

에서 RNA 는 단백질:번역

번역하는 것과 같 책에서 하나의 언어로 다른 codons 에서 가닥의 mRNA 으로 번역되어야 한 아미노산 알파벳의 단백질이다. 번역은 폴리펩티드라고 불리는 아미노산의 사슬을 합성하는 과정입니다. 번역에는 두 가지 주요 보조가 필요합니다: 첫째,번역을 수행 할 분자 인”번역자”와 두 번째로 mRNA 가닥이 번역자의”책상과 같은 새로운 단백질로 번역되는 기질입니다.”이 두 가지 요구 사항은 다른 유형의 RNA 에 의해 충족됩니다. 번역이 일어나는 기질은 리보솜입니다.

세포의 리보솜 중 많은 부분이 거친 ER 과 관련되어 있음을 기억하고 골지 장치로 향하는 단백질의 합성을 수행합니다. Ribosomal RNA(rRNA)는 단백질과 함께 리보솜의 구조를 구성하는 RNA 유형입니다. 리보솜은 세포질에 작고 큰 서브 유닛의 두 가지 별개의 구성 요소로 존재합니다. MRNA 분자가 번역 될 준비가되면 두 개의 서브 유닛이 함께 모여 mRNA 에 부착됩니다. 리보솜은 번역을위한 기질을 제공하여 mRNA 분자를 그 코드를 해독해야하는 분자”번역자”와 함께 가져오고 정렬시킵니다.

단백질 합성에 대한 다른 주요 요구 사항은 mRNA 코돈을 물리적으로”읽는”번역기 분자입니다. Transfer RNA(tRNA)의 유형은 RNA 페리 적절한 대응에 아미노산 리보솜,그리고 각각의 새로운 첨부 아미노산,마지막까지 건물의 폴리펩타이드 체인을 하나씩. 따라서 tRNA 는 세포질에서 성장하는 폴리펩티드로 특정 아미노산을 옮깁니다. TRNA 분자는 mRNA 의 코돈을 인식하고 올바른 아미노산과 일치시킬 수 있어야합니다. 이 기능을 위해 tRNA 가 수정됩니다. 그 구조의 한쪽 끝에는 특정 아미노산에 대한 결합 부위가 있습니다. 다른 쪽 끝에는 특정 아미노산을 지정하는 코돈과 일치하는 염기 서열이 있습니다. TRNA 분자에 3 개의 염기의이 서열은 anticodon 이라고 불린다. 예를 들어,아미노산 글리신을 왕복하는 것을 담당하는 tRNA 는 한쪽 끝에 글리신에 대한 결합 부위를 포함합니다. 다른 쪽 끝에는 글리신 코돈을 보완하는 안티 코돈이 들어 있습니다(gga 는 글리신에 대한 코돈이므로 tRNAs 안티 코돈은 CCU 를 읽습니다). 갖추고 있으로 특정화물과 일치하는 anticodon,a tRNA 분자의 인식 mRNA codon 을 가지고 해당 아미노산을 주 사슬(그림 3.4.4).

위의 한 부분이 그림을 보여줍 큰 ribosomal 소 단위의 접촉으로 오는 mRNA 이미 있는 작은 ribosomal 소 단위 붙어 있습니다. TRNA 와 anticodon 이 근접해 있습니다. 제 2 패널에서,tRNA 는 또한 리보솜 서브 유닛과 동일한 부위에 결합한다. 하단 패널에서 폴리펩티드 사슬이 복합체에서 나오는 것으로 보입니다.
그 3.4.4–에서 번역 RNA 는 단백질:동안 번역,mRNA 성적 증명서가 읽기””의 기능으로 구성된 복잡한의 리보솜 및 tRNA 분자. tRNAs 는 mRNA 가닥상의 코돈과 항 코돈을 일치시킴으로써 성장하는 폴리펩티드 사슬에 적절한 아미노산을 순서대로 가져온다.

와 같은 많은 프로세스의 DNA 복제,전사,번역은 세 가지 주요 단계로 구성되어 있:개시,신장,그리고 종료됩니다. 개시는 mRNA 성적서에 리보솜의 결합으로 일어난다. 신장 단계는 서열에서 다음 mRNA 코돈과 함께 tRNA 안티 코돈의 인식을 포함한다. 면 anticodon 및 codon 시퀀스는 바인딩(기억,그들은 보완적인 기초 쌍),tRNA 을 제공하는 아미노산화물과 폴리펩타이드 스트랜드에 연결 다음은 아미노산을 함유하고 있습니다. 이 부착은 다양한 효소의 도움으로 이루어지며 에너지가 필요합니다. TRNA 분자 그 자료 mRNA strand,mRNA strand 변화 중 하나 codon 에 리보솜,그리고 다음 해당 tRNA 도착과 함께 그것의 일치하는 anticodon. 이 과정이 계속될 때까지 최종 codon 에 mRNA 에 도달”를 제공을 중지”메시지는 신호의 종료를 번역 및 트리거 출시료,새롭게 합성된 단백질이다. 따라서 DNA 분자 내의 유전자는 mRNA 로 전사되어 단백질 생성물로 번역됩니다(그림 3.4.5).

외부 웹사이트

이 비디오를 보여줍니다 중요한 효소 및 생체 분자 참여 프로세스에서의 번역문을 사용하는 mRNA 하는 코드는 단백질이다.

이 그림에는 개략도의 세포가 녹음방송에서 DNA 를 mRNA 은 내부의 핵과에서 번역 mRNA,단백질에서 일어나는 세포질.
그림 3.4.5-DNA 에서 단백질로:번역을 통한 전사: 세포핵 내의 전사는 mRNA 분자를 생성하며,이는 변형 된 다음 번역을 위해 세포질로 보내진다. Transcript 는 리보솜과 tRNA 분자의 도움으로 단백질로 해독됩니다.

일반적으로,mRNA 전 번역 될 것입니다 동시에 여러 인접한 리보솜. 이것은 단백질 합성의 효율성을 증가시킵니다. 단일 리보솜은 약 1 분 안에 mRNA 분자를 번역 할 수 있습니다; 그래서 여러 변이를 타고 한 내용을 생산할 수 있는 여러 번의 번호를 동일한 단백질의 동일한 분입니다. 폴리 리보솜은 단일 mRNA 가닥을 번역하는 리보솜의 문자열입니다.

외부 웹 사이트

URL 을 나타내는 QR 코드

리보솜에 대해 배우려면이 비디오를보십시오. 리보솜은 mRNA 분자에 결합하여 그 코드의 번역을 단백질로 시작합니다. 번역의 끝에서 작고 큰 리보솜 서브 유닛은 어떻게됩니까?

장 검토

DNA 는 세포가 모든 기능을 수행하도록 지시하는 데 필요한 정보를 저장합니다. 세포는 궁극적으로 세포의 구조와 기능을 결정하는 단백질을 구축하기 위해 DNA 내에 저장된 유전자 코드를 사용합니다. 이 유전자 코드는 DNA 분자를 따라 각 유전자를 구성하는 뉴클레오타이드의 특정 서열에 있습니다. 이 코드를”읽으려면”셀에서 두 개의 순차적 단계를 수행해야합니다. 첫 번째 단계 인 전사에서는 DNA 코드가 RNA 코드로 변환됩니다. 특정 유전자에 상보적인 메신저 RNA 의 분자는 DNA 복제와 유사한 과정에서 합성된다. MRNA 의 분자는 단백질을 합성하는 코드를 제공합니다. 번역 과정에서 mRNA 는 리보솜에 부착됩니다. 다음으로,tRNA 분자는 단백질이 완전히 합성 될 때까지 mrna 에 순차적 인 삼중 항 코돈에 의해 코딩 된 리보솜에 적절한 아미노산을 하나씩 셔틀한다. 완료되면 mRNA 가 리보솜에서 분리되고 단백질이 방출됩니다. 전형적으로,다중 리보솜은 다중 단백질이 mRNA 로부터 동시에 제조 될 수 있도록 한 번에 단일 mRNA 분자에 부착된다.

질문을 검토

중요한 사고 질문

간단히 설명하는 사이에 유사성이 전사하고 DNA 의 복제입니다.

전사 및 DNA 복제는 모두 핵산의 합성을 포함한다. 이러한 프로세스는 많은 공통된 특징,특히 개시,신장 및 종료의 유사한 프로세스를 공유합니다. 두 경우 모두 DNA 분자는 꼬이지 않고 분리되어야하며 코딩(즉,센스)가닥이 템플릿으로 사용됩니다. 또한,중합 효소는 성장하는 DNA 또는 mRNA 가닥에 뉴클레오타이드를 첨가하는 역할을한다. 두 프로세스 모두 완료되면 종료되도록 신호됩니다.

대조 전사 및 번역. 두 프로세스 사이에 적어도 세 가지 차이점을 명명하십시오.

전사 정말”copy”프로세스 및 번역은 정말 해석””프로세스하기 때문에,전사 복사하는 것을 포함한 DNA 의 메시지와 매우 유사 RNA 메시지하는 반면 번역을 포함 변환 RNA 로 메시지가 아주 다른 아미노산 메시지입니다. 두 과정은 또한 그들의 위치가 다르다:전사는 핵에서 일어나고 세포질에서는 번역한다. 두 프로세스가 수행되는 메커니즘 또한 완전히 다릅니다: 전사는 mRNA 를 구축하기 위해 중합 효소 효소를 이용하는 반면 번역은 단백질을 구축하기 위해 다른 종류의 RNA 를 이용합니다.

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