Proteinsynthese vs. DNA-Replikation
Proteine und DNA bieten das grundlegendste Layout, um das Leben auf der Erde aufrechtzuerh alten. Tatsächlich bestimmen Proteine die Form und Funktionen der Organismen, während die DNA die dafür erforderlichen Informationen enthält. Daher könnten die Proteinsynthese und die DNA-Replikation als äußerst wichtige Prozesse verstanden werden, die in lebenden Zellen stattfinden. Diese beiden Prozesse gehen von der Nukleotidsequenz des Nukleinsäurestrangs aus, aber das sind unterschiedliche Wege. Die wichtigen Schritte beider Prozesse werden erklärt und die Unterschiede zwischen ihnen werden in diesem Artikel diskutiert.
Proteinsynthese
Proteinsynthese ist ein biologischer Prozess, der in den Zellen von Organismen in drei Hauptschritten stattfindet, die als Transkription, RNA-Verarbeitung und Translation bekannt sind. Im Transkriptionsschritt wird die Nukleotidsequenz des Gens im DNA-Strang in RNA transkribiert. Dieser erste Schritt ist der DNA-Replikation sehr ähnlich, außer dass das Ergebnis ein Strang auf RNA in der Proteinsynthese ist. Der DNA-Strang wird mit dem DNA-Helikase-Enzym abgebaut, die RNA-Polymerase wird an der spezifischen Stelle des Starts des als Promotor bekannten Gens angebracht, und der RNA-Strang wird entlang des Gens synthetisiert. Dieser neu gebildete RNA-Strang ist als Boten-RNA (mRNA) bekannt.
Der mRNA-Strang bringt die Nukleotidsequenz zu den Ribosomen für die RNA-Verarbeitung. Spezifische tRNA-Moleküle (Transfer-RNA) erkennen die relevanten Aminosäuren im Zytoplasma. Danach werden tRNA-Moleküle an die spezifischen Aminosäuren angehängt. In jedem tRNA-Molekül gibt es eine Sequenz von drei Nukleotiden. Ein Ribosom im Zytoplasma wird an den mRNA-Strang angehängt und das Startcodon (der Promotor) wird identifiziert. Die tRNA-Moleküle mit den entsprechenden Nukleotiden für die mRNA-Sequenz werden in die große Untereinheit des Ribosoms verschoben. Wenn die tRNA-Moleküle zum Ribosom gelangen, wird die entsprechende Aminosäure über eine Peptidbindung mit der nächsten Aminosäure in der Sequenz verbunden. Dieser letzte Schritt ist als Übersetzung bekannt; tatsächlich findet hier die eigentliche Proteinsynthese statt.
Die Form des Proteins wird durch die verschiedenen Arten von Aminosäuren in der Kette bestimmt, die an tRNA-Moleküle angehängt wurden, aber tRNA sind spezifisch für die mRNA-Sequenz. Somit ist klar, dass die Proteinmoleküle die im DNA-Molekül gespeicherte Information abbilden. Die Proteinsynthese könnte jedoch auch von einem RNA-Strang initiiert werden.
DNA-Replikation
DNA-Replikation ist der Prozess der Herstellung von zwei identischen DNA-Strängen aus einem, und es umfasst eine Reihe von Prozessen. Alle diese Prozesse finden während der S-Phase der Interphase des Zellzyklus oder der Zellteilung statt. Es ist ein energieaufwändiger Prozess und hauptsächlich drei Hauptenzyme, die als DNA-Helikase, DNA-Polymerase und DNA-Ligase bekannt sind, sind an der Regulierung dieses Prozesses beteiligt. Erstens baut die DNA-Helikase die Doppelhelixstruktur des DNA-Strangs ab, indem sie die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den stickstoffh altigen Basen der gegenüberliegenden Stränge aufbricht. Dieser Abbau beginnt an einem Ende des DNA-Strangs und nicht in der Mitte. Daher könnte DNA-Helikase als Restriktions-Exonuklease angesehen werden.
Nachdem die stickstoffh altigen Basen der einzelsträngigen DNA freigelegt wurden, werden die entsprechenden Desoxyribonukleotide entsprechend der Basensequenz angeordnet und die entsprechenden Wasserstoffbrückenbindungen durch das DNA-Polymerase-Enzym gebildet. Dieser besondere Prozess findet auf beiden DNA-Strängen statt. Schließlich werden die Phosphodiesterbindungen zwischen aufeinanderfolgenden Nukleotiden gebildet, um den DNA-Strang unter Verwendung des DNA-Ligase-Enzyms zu vervollständigen. Am Ende all dieser Schritte werden aus nur einem Mutter-DNA-Strang zwei identische DNA-Stränge gebildet.
Unterschied zwischen Proteinsynthese und DNA-Replikation
| Proteinsynthese | DNA-Replikation |
| Endergebnis ist ein Protein | Das Endergebnis ist ein DNA-Strang |
| RNA ist an dem Prozess beteiligt | Nur DNA ist an dem Prozess beteiligt |
| Dies könnte entweder von DNA oder RNA initiiert werden | Dies wird nur von DNA initiiert |
| Eine neue Proteinkette wird gebildet | Ein neuer DNA-Strang wird gebildet |
| Drei Hauptschritte sind erforderlich | Dies ist höchst synonym mit dem ersten dieser drei Hauptschritte |
| Findet im Zellkern, den Mitochondrien und im Zytoplasma statt | Findet nur im Zellkern statt, manchmal aber auch in den Mitochondrien |
