Ez az élő szervezetek sejtjeiben végbemenő kémiai reakciók speciális kategóriája. Ezen reakciók során polimer molekulák szintetizálódnak a többi polimer mátrix molekula szerkezetében lefektetett terv szerint. Egy mátrixon korlátlan számú kópia molekula szintetizálható. A reakciók ebbe a kategóriájába tartozik a replikáció, a transzkripció, a transzláció és a reverz transzkripció.
Munka vége -
Ez a téma a következő részhez tartozik:
Az ATP nukleinsavak szerkezete és funkciói
A nukleinsavak közé tartoznak az erősen polimerizált vegyületek, amelyek a hidrolízis során purin és pirimidin bázisokra, pentózra és foszforra bomlanak.. sejtelméleti sejttípusok.. eukarióta sejtszerkezet és organellumok funkciói.
Ha további anyagra van szüksége ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:
Mit csinálunk a kapott anyaggal:
Ha ez az anyag hasznos volt az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:
| Csipog |
Az összes téma ebben a részben:
A DNS szerkezete és funkciói
A DNS egy polimer, amelynek monomerjei dezoxiribonukleotidok. A DNS-molekula térbeli szerkezetének kettős hélix formájú modelljét 1953-ban javasolták J. Watson és F.
DNS replikáció (reduplikáció)
A DNS-replikáció az önmegkettőzés folyamata, a DNS-molekula fő tulajdonsága. A replikáció a mátrixszintézis reakciók kategóriájába tartozik, és enzimek részvételével megy végbe. Enzim hatására
Az RNS felépítése és funkciói
Az RNS egy polimer, amelynek monomerjei ribonukleotidok. A DNS-től eltérően
Az ATP felépítése és funkciói
Az adenozin-trifoszforsav (ATP) univerzális forrás és fő energiaakkumulátor az élő sejtekben. Az ATP minden növényi és állati sejtben megtalálható. Az ATP mennyisége a közegben
A sejtelmélet létrehozása és alapelvei
A sejtelmélet a legfontosabb biológiai általánosítás, amely szerint minden élő szervezet sejtekből áll. A sejtek tanulmányozása a mikroszkóp feltalálása után vált lehetővé. Első
A sejtes szervezetek típusai
A sejtszerveződésnek két típusa van: 1) prokarióta, 2) eukarióta. Mindkét sejttípusban közös, hogy a sejteket a membrán korlátozza, a belső tartalmat a citop képviseli.
Endoplazmatikus retikulum
Az endoplazmatikus retikulum (ER) vagy az endoplazmatikus retikulum (ER) egy egymembránból álló organellum. Ez egy olyan membránrendszer, amely „ciszternákat” és csatornákat képez
Golgi készülék
A Golgi-apparátus vagy a Golgi-komplexus egymembránból álló organellum. Kiszélesedett szélű, lapított „ciszternák” halmokból áll. Hozzájuk kapcsolódik a krétarendszer
Lizoszómák
A lizoszómák egymembránú organellumok. Kis buborékok (átmérője 0,2-0,8 mikron), amelyek hidrolitikus enzimeket tartalmaznak. Az enzimek durván szintetizálódnak
Vacuolák
A vakuolák egymembránú organellumok, amelyek szerves és szervetlen anyagok vizes oldataival töltött „tartályok”. Az EPS részt vesz a vakuolák képződésében
Mitokondriumok
A mitokondriumok szerkezete: 1 - külső membrán; 2 - belső membrán; 3 - mátrix; 4
Plasztidok
A plasztidok szerkezete: 1 - külső membrán; 2 - belső membrán; 3 - stroma; 4 - tilakoid; 5
Riboszómák
A riboszóma szerkezete: 1 - nagy alegység; 2 - kis alegység. Ribos
Citoszkeleton
A citoszkeletont mikrotubulusok és mikrofilamentumok alkotják. A mikrotubulusok hengeres, el nem ágazó szerkezetek. A mikrotubulusok hossza 100 µm-től 1 mm-ig terjed, átmérője a
Sejtközpont
A sejtközpont két centriolból és egy centroszférából áll. A centriol egy henger, melynek falát kilenc t csoport alkotja
A mozgás organoidjai
Nincs jelen minden sejtben. A mozgásszervek közé tartoznak a csillók (csillók, légúti hám), flagellák (flagellátok, spermiumok), állábúak (rizopodák, leukociták), izomrostok
A mag felépítése és funkciói
Az eukarióta sejtnek általában egy magja van, de vannak kétmagvú (csillós) és többmagvú sejtek (opalin). Néhány erősen specializált sejt másodlagos
Kromoszómák
A kromoszómák citológiai rúd alakú struktúrák, amelyek kondenzáltságot képviselnek
Anyagcsere
Az anyagcsere az élő szervezetek legfontosabb tulajdonsága. A szervezetben fellépő anyagcsere-reakciók összességét anyagcserének nevezzük. Az anyagcsere p
Fehérje bioszintézis
A fehérje bioszintézis az anabolizmus legfontosabb folyamata. A sejtek és szervezetek minden jellemzőjét, tulajdonságát és funkcióját végső soron a fehérjék határozzák meg. A mókusok rövid életűek, élettartamuk korlátozott
Genetikai kód és tulajdonságai
A genetikai kód egy olyan rendszer, amely információt rögzít a polipeptidben található aminosavak szekvenciájáról a DNS vagy RNS nukleotidjainak szekvenciájával. Jelenleg ez a rögzítési rendszer tekinthető
Eukarióta génszerkezet
A gén egy DNS-molekula olyan szakasza, amely egy polipeptid elsődleges aminosav-szekvenciáját vagy a transzport- és riboszómális RNS-molekulák nukleotid-szekvenciáját kódolja. DNS egy
Átírás eukariótákban
A transzkripció az RNS szintézise egy DNS-templáton. Az RNS polimeráz enzim végzi. Az RNS-polimeráz csak olyan promoterhez tud kapcsolódni, amely a templát DNS-szál 3"-os végén található
Adás
A transzláció egy polipeptidlánc szintézise egy mRNS-mátrixon. A transzlációt biztosító organellumok riboszómák. Az eukariótákban a riboszómák néhány organellumban találhatók - mitokondriumokban és plasztidokban (7
Mitotikus ciklus. Mitózis
A mitózis az eukarióta sejtek osztódásának fő módszere, amelyben az örökítőanyag először megkettőződik, majd egyenletesen eloszlik a leánysejtek között.
Mutációk
A mutációk tartós, hirtelen változások az örökítőanyag szerkezetében a szervezet különböző szintjein, ami a szervezet bizonyos jellemzőinek megváltozásához vezet.
Génmutációk
A génmutációk a gének szerkezetében bekövetkező változások. Mivel a gén egy DNS-molekula szakasza, a génmutáció ennek a szakasznak a nukleotid-összetételében bekövetkezett változásokat jelenti.
Kromoszómális mutációk
Ezek a kromoszómák szerkezetének változásai. Az átrendeződések végrehajthatók egy kromoszómán belül - intrakromoszómális mutációk (deléció, inverzió, duplikáció, inszerció), valamint a kromoszómák között - inter
Genomi mutációk
A genomi mutáció a kromoszómák számának változása. A genomi mutációk a mitózis vagy meiózis normális lefolyásának megszakítása eredményeként jelentkeznek. Haploidy - y
Nukleinsavak.
A nukleinsavakat (NA) először Friedrich Miescher svájci biokémikus fedezte fel 1869-ben.
Az NA-k lineáris, el nem ágazó heteropolimerek, amelyek monomerjei foszfodiészter kötésekkel összekapcsolt nukleotidok.
A nukleotid a következőkből áll:
nitrogén bázis
purinok (adenin (A) és guanin (G) - molekuláik 2 gyűrűből állnak: 5 és 6 tagú),
Pirimidin (citozin (C), timin (T) és uracil (U) - egy hattagú gyűrű);
szénhidrát (5 szénatomos cukorgyűrű): ribóz vagy dezoxiribóz;
foszforsav maradék.
Az NK-nak két típusa van: DNS és RNS. Az NK-k biztosítják a genetikai (örökletes) információk tárolását, reprodukálását és megvalósítását. Ezt az információt nukleotid szekvenciák formájában kódolják. A nukleotidszekvencia a fehérjék elsődleges szerkezetét tükrözi. Az aminosavak és az azokat kódoló nukleotidszekvenciák közötti megfelelést ún genetikai kód. Mértékegység genetikai kód A DNS és az RNS az hármas– három nukleotidból álló szekvencia.
|
A nitrogéntartalmú bázisok típusai |
A, G, C, T |
A, G, C, U |
|
A pentózok fajtái |
β,D-2-dezoxiribóz |
β,D-ribóz |
|
Másodlagos szerkezet |
Szabályos, 2 egymást kiegészítő láncból áll |
Szabálytalan, egy lánc egyes részei kettős hélixet alkotnak |
|
Molekulatömeg (a nukleotid egységek száma az elsődleges láncban) vagy 250-1,2x105 kDa (kilodalton) |
Ezrekről, milliókról |
Tízes és százas nagyságrendben |
|
Lokalizáció a cellában |
Mag, mitokondriumok, kloroplasztiszok, centriolok |
Nukleolusz, citoplazma, riboszómák, mitokondriumok és plasztidok |
|
Öröklött információk tárolása, továbbítása és reprodukálása generációkon keresztül |
Az örökletes információk megvalósítása |
DNS (dezoxiribonukleinsav) egy nukleinsav, amelynek monomerjei dezoxiribonukleotidok; a genetikai információ anyai hordozója. Azok. az egyes sejtek és az egész szervezet szerkezetére, működésére és fejlődésére vonatkozó minden információ DNS nukleotid szekvenciák formájában rögzítésre kerül.
A DNS elsődleges szerkezete egyszálú molekula (fág).
A polimer makromolekula további elrendezését másodlagos szerkezetnek nevezzük. 1953-ban James Watson és Francis Crick felfedezték a DNS másodlagos szerkezetét - a kettős hélixet. Ebben a hélixben a foszfátcsoportok a hélixek külső oldalán, a bázisok pedig a belső oldalon találhatók, 0,34 nm-es távolságra. A láncokat a bázisok közötti hidrogénkötések tartják össze, és egymás körül és egy közös tengely körül csavaródnak.
Az antiparallel szálak bázisai a hidrogénkötések következtében komplementer (kölcsönösen komplementer) párokat alkotnak: A = T (2 csatlakozás) és G ≡ C (3 csatlakozás).
A komplementaritás jelenségét a DNS szerkezetében Erwin Chargaff fedezte fel 1951-ben.
Chargaff-szabály: a purinbázisok száma mindig megegyezik a pirimidinbázisok számával (A + G) = (T + C).
A DNS harmadlagos szerkezete egy kettős szálú molekula hurkokká való további hajtogatása a hélix szomszédos menetei közötti hidrogénkötések következtében (supercoiling).
A DNS kvaterner szerkezete kromatidák (2 szál kromoszóma).
A DNS-szálak röntgendiffrakciós mintái, amelyeket először Morris Wilkins és Rosalind Franklin szereztek be, azt jelzik, hogy a molekula spirális szerkezetű, és egynél több polinukleotid láncot tartalmaz.
A DNS-nek több családja létezik: A, B, C, D, Z-formák. A B forma általában a sejtekben található. A Z kivételével minden forma jobbkezes spirál.
A DNS replikációja (önduplikációja). - Ez az egyik legfontosabb biológiai folyamat, amely biztosítja a genetikai információ szaporodását. A replikáció két komplementer szál elválasztásával kezdődik. Mindegyik szálat templátként használjuk új DNS-molekula kialakításához. Az enzimek részt vesznek a DNS-szintézis folyamatában. A két leánymolekula mindegyike szükségszerűen tartalmaz egy régi és egy új hélixet. Az új DNS-molekula nukleotid-szekvenciájában teljesen azonos a régivel. Ez a replikációs módszer biztosítja az anya-DNS-molekulában rögzített információk pontos reprodukálását a leánymolekulákban.
Egy DNS-molekula replikációja eredményeként két új molekula jön létre, amelyek az eredeti molekula pontos másolata - mátrixok. Minden új molekula két láncból áll - az egyik a szülő és a másik a testvérláncból. Ezt a DNS-replikáció mechanizmusát ún félig konzervatív.
Azokat a reakciókat, amelyekben az egyik heteropolimer molekula templátként (formaként) szolgál egy másik, komplementer szerkezetű heteropolimer molekula szintéziséhez, ún. mátrix típusú reakciók. Ha a reakció során ugyanabból az anyagból képződnek mátrixként szolgáló molekulák, akkor a reakciót ún autokatalitikus. Ha egy reakció során az egyik anyag mátrixán egy másik anyag molekulái képződnek, akkor egy ilyen reakciót ún. heterokatalitikus. Így a DNS-replikáció (azaz DNS-szintézis DNS-templáton) az autokatalitikus mátrix szintézis reakció.
A mátrix típusú reakciók a következők:
DNS-replikáció (DNS-szintézis DNS-templáton),
DNS-transzkripció (RNS-szintézis DNS-templáton),
RNS-transzláció (fehérjeszintézis RNS-templáton).
Vannak azonban más templát típusú reakciók is, például RNS-szintézis RNS-templáton és DNS-szintézis RNS-templáton. Az utolsó két típusú reakció akkor figyelhető meg, ha a sejteket bizonyos vírusokkal fertőzik meg. DNS szintézis RNS templáton ( fordított átírás) széles körben használják a géntechnológiában.
Minden mátrixfolyamat három szakaszból áll: beindítás (kezdet), megnyúlás (folytatás) és befejezés (vége).
A DNS-replikáció egy összetett folyamat, amelyben több tucat enzim vesz részt. Ezek közül a legfontosabbak a DNS-polimerázok (több típus), a primázok, a topoizomerázok, a ligázok és mások. A DNS-replikáció fő problémája, hogy egy molekula különböző láncaiban a foszforsavmaradékok különböző irányokba irányulnak, de lánchosszabbítás csak az OH-csoporttal végződő végéről történhet. Ezért a replikált régióban, amelyet ún replikációs villa, a replikációs folyamat eltérően megy végbe a különböző láncokon. Az egyik szálon, amelyet vezető szálnak neveznek, folyamatos DNS-szintézis megy végbe egy DNS-templáton. A másik láncon, amelyet késleltetett láncnak neveznek, először a kötődés történik alapozó– az RNS egy specifikus fragmentuma. A primer primerként szolgál az úgynevezett DNS-fragmens szintéziséhez Okazaki töredéke. Ezt követően a primert eltávolítják, és az Okazaki-fragmenseket a DNS-ligáz enzim egyetlen szálává varrják. DNS-replikáció kíséri javítás– a replikáció során elkerülhetetlenül felmerülő hibák kijavítása. Számos javítási mechanizmus létezik.
A replikáció a sejtosztódás előtt történik. A DNS ezen képességének köszönhetően az örökletes információ átkerül az anyasejtből a leánysejtekbe.
RNS (ribonukleinsav) egy nukleinsav, amelynek monomerjei ribonukleotidok.
Egy RNS-molekulán belül több olyan régió található, amelyek komplementerek egymással. Az ilyen komplementer régiók között hidrogénkötések jönnek létre. Ennek eredményeként a kettős és egyszálú struktúrák váltakoznak egy RNS-molekulában, és a molekula teljes konformációja egy lóherelevélre emlékeztet.
Az RNS-t alkotó nitrogénbázisok képesek hidrogénkötéseket kialakítani komplementer bázisokkal mind a DNS-ben, mind az RNS-ben. Ebben az esetben a nitrogéntartalmú bázisok A=U, A=T és G≡C párokat alkotnak. Ennek köszönhetően a DNS-ből az RNS-be, az RNS-ből a DNS-be és az RNS-ből a fehérjékbe kerülhet információ.
Az RNS-nek három fő típusa található a sejtekben, amelyek különböző funkciókat látnak el:
1. Információ, vagy mátrix RNS (mRNS vagy mRNS). Funkció: fehérjeszintézis mátrix. A sejt RNS 5%-át teszi ki. A fehérjebioszintézis során genetikai információt visz át a DNS-ből a riboszómákba. Az eukarióta sejtekben az mRNS-t (mRNS) specifikus fehérjék stabilizálják. Ez lehetővé teszi, hogy a fehérje bioszintézise akkor is folytatódjon, ha a sejtmag inaktív.
Az mRNS egy lineáris lánc, amely több régiót tartalmaz, amelyek különböző funkcionális szerepet töltenek be:
a) az 5" végén van egy sapka ("cap") - ez védi az mRNS-t az exonukleázoktól,
b) ezt egy nem transzlált régió követi, amely komplementer a riboszóma kis alegységének részét képező rRNS-szakasszal,
c) az mRNS transzlációja (olvasása) a metionint kódoló AUG iniciációs kodonnal kezdődik,
d) a startkodont egy kódoló rész követi, amely a fehérjében található aminosavak sorrendjéről tartalmaz információkat.
2. Riboszomális, vagy riboszómális RNS (rRNS). A sejt RNS 85%-át alkotja. Fehérjével kombinálva a riboszómák része, és meghatározza a riboszómális nagy és kis alegységek (50-60S és 30-40S alegységek) alakját. Részt vesznek a transzlációban – információolvasást az mRNS-ből a fehérjeszintézisben.
Az alegységeket és az őket alkotó rRNS-eket általában ülepedési állandójukkal jelölik. S - ülepedési együttható, Svedberg egység. Az S érték a részecskék ultracentrifugálás közbeni ülepedési sebességét jellemzi, és arányos molekulatömegükkel. (Például a 16 Svedberg-egység ülepedési együtthatóval rendelkező prokarióta rRNS-t 16S rRNS-nek nevezzük).
Így többféle rRNS-t különböztetnek meg, amelyek a polinukleotid lánc hosszában, tömegében és a riboszómákban való elhelyezkedésében különböznek: 23-28S, 16-18S, 5S és 5,8S. Mind a prokarióta, mind az eukarióta riboszómák 2 különböző nagy molekulatömegű RNS-t tartalmaznak, mindegyik alegységhez egyet, és egy kis molekulatömegű RNS-t – 5S RNS-t. Az eukarióta riboszómák alacsony molekulatömegű 5,8S RNS-t is tartalmaznak. Például a prokarióták a 23S, 16S és 5S rRNS-t, az eukarióták pedig a 18S, 28S, 5S és 5,8S rRNS-t szintetizálják.
80S riboszóma (eukarióta)
Kis 40S alegység Nagy 60S alegység
18SrRNS (~2000 nukleotid), - 28SrRNS (~4000 nt),
5,8SpRNS (~155 nt),
5SpRNS (~121 nt),
~30 fehérje. ~45 fehérje.
70S riboszóma (prokarióta)
Kis 30S alegység Nagy 50S alegység
16SpRNS, - 23SpRNS,
~20 fehérje. ~30 fehérje.
Erősen polimerizált rRNS nagy molekulája (ülepedési állandó 23-28S, az 50-60S riboszomális alegységekben lokalizálódik).
Nagy polimertartalmú rRNS kis molekulája (ülepedési állandó 16-18S, 30-40S riboszomális alegységekben lokalizálódik).
Kivétel nélkül minden riboszómában jelen van az alacsony polimertartalmú 5S rRNS, és az 50-60S riboszómális alegységekben lokalizálódik.
Az 5,8S ülepedési állandójú, alacsony polimertartalmú rRNS csak az eukarióta riboszómákra jellemző.
Így a riboszómák háromféle rRNS-t tartalmaznak prokariótákban és négyféle rRNS-t az eukariótákban.
Az rRNS elsődleges szerkezete egy poliribonukleotid lánc.
Az rRNS másodlagos szerkezete a poliribonukleotid-lánc spiralizációja önmagára (az RNS-lánc egyes szakaszai spirális hurkokat - „hajtűket” alkotnak).
A nagy polimer tartalmú rRNS harmadlagos szerkezete - másodlagos szerkezetű spirális elemek kölcsönhatásai.
3. Szállítás RNS (tRNS). A sejt RNS 10%-át teszi ki. Átviszi az aminosavat a fehérjeszintézis helyére, azaz. a riboszómákhoz. Minden aminosavnak saját tRNS-e van.
A tRNS elsődleges szerkezete egy poliribonukleotid lánc.
A tRNS másodlagos szerkezete egy „lóherelevél” modell, ebben a szerkezetben 4 kétszálú és 5 egyszálú régió található.
A tRNS harmadlagos szerkezete stabil, a molekula L-alakú szerkezetté gyűrődik (2 hélix egymásra majdnem merőlegesen).
Minden típusú RNS képződik templát szintézis reakciók eredményeként. A legtöbb esetben az egyik DNS-szál szolgál templátként. Így az RNS-bioszintézis egy DNS-templáton a templát típusú heterokatalitikus reakció. Ezt a folyamatot ún átírásés bizonyos enzimek – RNS-polimerázok (transzkriptázok) – szabályozzák.
Az RNS-szintézis (DNS-transzkripció) magában foglalja az információ másolását a DNS-ről az mRNS-re.
Az RNS szintézis és a DNS szintézis közötti különbségek:
A folyamat aszimmetriája: csak egy DNS-szálat használnak templátként.
Konzervatív folyamat: a DNS-molekula az RNS-szintézis befejeztével visszatér eredeti állapotába. A DNS-szintézis során a molekulák félig megújulnak, ami félig konzervatívvá teszi a replikációt.
Az RNS-szintézishez nincs szükség primerre, de a DNS-replikációhoz RNS-primerre van szükség.
A mátrixszintézis egy biopolimer képződése, amelyben az egységek sorrendjét egy másik molekula elsődleges szerkezete határozza meg. Ez utóbbi mintegy mátrixként működik, „megszabja” az áramkör összeszerelésének szükséges sorrendjét. Élő sejtekben három, ezen a mechanizmuson alapuló bioszintetikus folyamat ismert.
Milyen molekulákat szintetizálnak a mátrix alapján
A mátrix szintézis reakciói a következők:
- replikáció - a genetikai anyag megkettőződése;
- transzkripció - ribonukleinsavak szintézise;
- fordítás - fehérjemolekulák termelése.
A replikáció egy DNS-molekula átalakulása két egyforma molekulává, ami nagy jelentőséggel bír a sejtek életciklusa szempontjából (mitózis, meiózis, plazmidduplikáció, bakteriális sejtosztódás stb.). Számos folyamat a genetikai anyag „reprodukcióján” alapul, és a mátrixszintézis lehetővé teszi bármely DNS-molekula pontos másolatának újraalkotását.
A transzkripció és a transzláció a genom megvalósításának két szakasza. Ebben az esetben a DNS-ben rögzített örökletes információ egy meghatározott fehérjekészletté alakul, amelytől a szervezet fenotípusa függ. Ezt a mechanizmust „DNS-RNS-protein” útvonalnak nevezik, és a molekuláris biológia egyik központi dogmája.
Ennek az elvnek a megvalósítását mátrixszintézissel érik el, amely összekapcsolja az új molekula képződésének folyamatát az „eredeti mintával”. Ennek a párosításnak az alapja a komplementaritás alapelve.
A sablon alapú molekuláris szintézis alapvető szempontjai
A szintetizált molekula szerkezetére vonatkozó információkat magának a mátrixnak a láncszemei tartalmazzák, amelyek mindegyikéhez kiválasztják a „leány” lánc megfelelő elemét. Ha a szintetizált és a templát molekulák kémiai természete egybeesik (DNS-DNS vagy DNS-RNS), akkor a párosítás közvetlenül megtörténik, mivel minden nukleotidnak van egy párja, amellyel érintkezhet.
A fehérjeszintézishez közvetítőre van szükség, melynek egyik része a nukleotidillesztés mechanizmusán keresztül lép kölcsönhatásba a mátrixszal, a másik része pedig fehérjeegységeket köt hozzá. A nukleotid-komplementaritás elve tehát ebben az esetben is működik, bár közvetlenül nem köti össze a templát és a szintetizált láncok láncszemeit.
Szintézis szakaszai
Minden mátrix szintézis folyamat három szakaszra oszlik:
- beavatás (kezdet);
- megnyúlás;
- megszűnés (befejezés).
Az iniciálás a szintézis előkészítése, amelynek jellege a folyamat típusától függ. Ennek a szakasznak a fő célja az enzim-szubsztrát rendszer működőképes állapotba hozása.
Az elongáció során a szintetizált lánc közvetlenül meghosszabbodik, amelyben kovalens kötés (peptid vagy foszfodiészter) záródik a templátszekvencia szerint kiválasztott egységek között. A befejezés leállítja a szintézist, és felszabadítja a terméket.
A komplementaritás szerepe a mátrixszintézis mechanizmusában
A komplementaritás elve a nukleotidok nitrogénbázisainak egymáshoz való szelektív megfeleltetésén alapul. Így adeninnek csak a timin vagy uracil (kettős kötés) alkalmas, guaninnak pedig a citozin (3 hármas kötés).
A nukleinsavak szintézise során a komplementer nukleotidok egy egyszálú mátrix linkjeihez kötődnek, és egy bizonyos szekvenciában sorakoznak fel. Így az AACGTT DNS szegmens alapján csak TTGCAA nyerhető a replikáció során, és UUGCAA a transzkripció során.
Amint fentebb megjegyeztük, a fehérjeszintézis egy közvetítő részvételével megy végbe. Ezt a szerepet a transzfer RNS látja el, amelynek van egy helye egy aminosav és egy nukleotid triplett (antikodon) kapcsolódására, amely a hírvivő RNS-hez való kötődésére szolgál.
Ebben az esetben a kiegészítő szelekció nem egyenként, hanem háromszor történik. Mivel minden aminosav csak egy típusú tRNS-re specifikus, és az antikodon az RNS-ben egy specifikus triplettnek felel meg, egy fehérje szintetizálódik egy meghatározott egységszekvenciával, amelyet a genom tartalmaz.
Hogyan történik a replikáció?
A templát DNS-szintézis számos enzim és segédfehérje részvételével megy végbe. A legfontosabb összetevők a következők:
- DNS-helikáz - feltekercselődik a kettős hélix, elpusztítja a kötéseket a molekula láncai között;
- DNS-ligáz – „felvarrja” az Okazaki-fragmensek közötti töréseket;
- primáz - szintetizálja a DNS-szintetizáló fragmens működéséhez szükséges primert;
- SSB fehérjék - stabilizálják a nem csavart DNS egyszálú fragmentumait;
- DNS polimerázok – szintetizálják a leány templát szálat.
A helikáz, primáz és SSB fehérjék előkészítik a talajt a szintézishez. Ennek eredményeként az eredeti molekula minden lánca mátrixsá válik. A szintézis óriási sebességgel megy végbe (másodpercenként 50 nukleotidtól).
A DNS-polimeráz az 5'-től a 3'-végig terjedő irányban működik. Emiatt az egyik láncon (a vezető láncon) a szintézis feltekercselve és folyamatosan, a másikon (lemaradva) - ellenkező irányban és külön „Okazaki”-nak nevezett fragmentumokban történik.
Az Y alakú struktúrát, ahol a DNS letekeredik, replikációs villának nevezik.
Átírási mechanizmus
A kulcsfontosságú transzkripciós enzim az RNS-polimeráz. Ez utóbbinak többféle típusa van, és szerkezetükben különbözik a prokarióták és az eukarióták között. Hatásmechanizmusa azonban mindenhol ugyanaz, és a komplementer kiválasztott ribonukleotidok láncának növelésében áll, a köztük lévő foszfodiészter kötés lezárásával.
Ennek a folyamatnak a templát molekulája a DNS. Ennek alapján különböző típusú RNS-ek hozhatók létre, nem csak információsok, amelyeket a fehérjeszintézisben használnak.
A mátrix azon szakaszát, amelyről az RNS-szekvenciát másolják, transzkripciónak nevezzük. Tartalmaz egy promotert (az RNS-polimeráz kötődésének helye) és egy terminátort, amelynél a szintézis leáll.
Adás
A mátrix fehérjeszintézist mind a prokariótákban, mind az eukariótákban speciális organellumok - riboszómák - végzik. Ez utóbbi két alegységből áll, amelyek közül az egyik (kis) a tRNS és a hírvivő RNS megkötésére szolgál, a másik (nagy) pedig a peptidkötések kialakításában vesz részt.
A transzláció megindulását megelőzi az aminosavak aktiválása, azaz a megfelelő transzfer RNS-ekhez való kapcsolódásuk egy nagy energiájú kötés kialakításával, melynek energiája miatt ezt követően transzpeptidációs reakciók mennek végbe (a következő link csatolása). a lánchoz).
A fehérjefaktorok és a GTP is részt vesz a szintézis folyamatában. Ez utóbbi energiája szükséges a riboszóma RNS-templát szál mentén történő mozgásához.
Bármely élő sejt képes fehérjéket szintetizálni, és ez a képessége az egyik legfontosabb és legjellemzőbb tulajdonsága. A fehérje bioszintézis különleges energiával megy végbe a sejtnövekedés és fejlődés időszakában. Ebben az időben a fehérjéket aktívan szintetizálják sejtszervecskék és membránok építésére. Az enzimeket szintetizálják. A fehérje bioszintézis intenzíven megy végbe sok felnőtt sejtben, vagyis azokban, amelyek növekedését és fejlődését befejezték, például az emésztőmirigyek enzimfehérjéket (pepszin, tripszin) szintetizáló sejtjeiben, vagy a hormonszintetizáló endokrin mirigyek sejtjeiben. fehérjék (inzulin, tiroxin). A fehérjék szintetizálásának képessége nemcsak a növekvő vagy szekréciós sejtekben rejlik: bármely sejt folyamatosan szintetizál fehérjéket élete során, mivel a normál élet során a fehérjemolekulák fokozatosan denaturálódnak, szerkezetük és funkcióik megzavaródnak. Az ilyen, használhatatlanná vált fehérjemolekulákat eltávolítják a sejtből. Cserébe új, teljes értékű molekulák szintetizálódnak, ennek eredményeként a sejt összetétele és aktivitása nem zavar. A fehérjeszintetizáló képesség sejtről sejtre öröklődik, és az egész életen át fennmarad.
A fehérjék szerkezetének meghatározásában a fő szerep a DNS-é. Maga a DNS közvetlenül nem vesz részt a szintézisben. A DNS-t a sejtmag tartalmazza, és a fehérjeszintézis a citoplazmában található riboszómákban megy végbe. A DNS csak a fehérjék szerkezetére vonatkozó információkat tartalmaz és tárol.
A DNS egy hosszú szálán sorra találhatók a különböző fehérjék elsődleges szerkezetének összetételére vonatkozó információk. Egy fehérje szerkezetére vonatkozó információkat tartalmazó DNS-darabot génnek nevezzük. A DNS-molekula több száz gén gyűjteménye.
Annak megértéséhez, hogy a DNS szerkezete hogyan határozza meg a fehérje szerkezetét, mondjunk egy példát. Sokan ismerik a morze kódot, amelyet jelek és táviratok továbbítására használnak. A Morse-kódban az ábécé összes betűjét rövid és hosszú jelek - pontok és kötőjelek - kombinációi jelölik. Az A betűt - -, B - - jelöljük. stb. A szimbólumok gyűjteményét kódnak vagy rejtjelnek nevezzük. A morze egy példakód. Miután megkapta a pontokkal és kötőjelekkel ellátott szalagot, aki ismeri a Morse-kódot, könnyen megfejtheti a leírtakat.
A több ezer, egymás után négyféle nukleotidból álló DNS-makromolekula egy kód, amely számos fehérjemolekula szerkezetét határozza meg. Ahogy a Morse-kódban minden betű a pontok és kötőjelek bizonyos kombinációjának felel meg, úgy a DNS-kódban minden aminosav a pontok és kötőjelek egy bizonyos kombinációjának felel meg, a DNS-kódban pedig minden aminosav egy bizonyos kombinációnak felel meg. szekvenciálisan kapcsolódó nukleotidok.
A DNS-kódot szinte teljesen megfejtették. A DNS-kód lényege a következő. Mindegyik aminosav egy DNS-lánc egy szakaszának felel meg, amely három szomszédos nukleotidból áll. Például a T-T-T szakasz a lizin aminosavnak, az A-C-A szakasz a ciszteinnek, a C-A-A a valinnak stb. stb. Tegyük fel, hogy a gén nukleotidjai a következő sorrendet követik:
A-C-A-T-T-T-A-A-C-C-A-A-G-G-G
Ezt a sorozatot hármasokra (triplettekre) bontva azonnal megfejthetjük, hogy mely aminosavak és milyen sorrendben jelennek meg a fehérjemolekulában: A-C-A - cisztein; T-T-T - lizin; A-A-C - leucin; C-A-A - valin; G-G-G - prolin. A Morse-kódban csak két karakter található. Az összes betű, szám és írásjel jelzéséhez egyes betűk vagy számok legfeljebb 5 karakterből állhatnak. A DNS-kód egyszerűbb. 4 különböző nukleotid létezik. A 3 elemből álló lehetséges kombinációk száma 64. Csak 20 különböző aminosav létezik, így több mint elegendő különböző nukleotidhármas az összes aminosav kódolásához.
Átírás. A fehérjeszintézishez szintézis programot kell eljuttatni a riboszómákhoz, vagyis a fehérje szerkezetére vonatkozó információkat rögzíteni és tárolni kell a DNS-ben. A fehérjeszintézishez ezeknek az információknak a pontos másolatait elküldik a riboszómáknak. Ez a DNS-en szintetizálódó és annak szerkezetét pontosan lemásoló RNS segítségével történik. Az RNS nukleotid szekvencia pontosan megismétli az egyik génlánc szekvenciáját. Így a gén szerkezetében található információ mintegy átíródik RNS-be. Ezt a folyamatot transzkripciónak nevezik (latinul "átírás" - átírás). Minden génből tetszőleges számú RNS kópia eltávolítható. Ezeket az RNS-eket, amelyek a fehérjék összetételéről információt szállítanak a riboszómákba, hírvivő RNS-eknek (i-RNS) nevezik.
Ahhoz, hogy megértsük, hogyan „írható át” egy génben a nukleotidok összetétele és szekvenciája RNS-be, emlékezzünk vissza a komplementaritás elvét, amelyre alapozva épül fel a kétszálú DNS-molekula. Az egyik lánc nukleotidjai határozzák meg a másik lánc ellentétes nukleotidjainak jellegét. Ha A az egyik láncon van, akkor T ugyanazon a szinten van a másik lánccal, C pedig mindig G-vel szemben áll. Nincsenek más kombinációk. A komplementaritás elve a hírvivő RNS szintézisében is működik.
Az egyik DNS-lánc minden nukleotidja ellen a hírvivő RNS egy komplementer nukleotidja található (az RNS-ben a timidil-nukleotid (T) helyett egy uridil-nukleotid (U) található. Így a C RNS a G DNS-sel szemben áll, U. Az RNS az A DNS ellen, az U RNS a T DNS ellen áll – és az RNS Ennek eredményeként az így létrejövő RNS-lánc nukleotidjainak összetételében és szekvenciájában az egyik DNS összetételének és szekvenciájának pontos másolata. láncok A hírvivő RNS molekulák oda kerülnek, ahol a fehérjeszintézis megtörténik, azaz a riboszómákba a citoplazmából egy olyan anyag áramlik, amelyből a fehérje felépül, azaz a sejtek citoplazmája mindig tartalmaz aminosavakat az élelmiszer-fehérjék lebomlása következtében.
RNS-ek átvitele. Az aminosavak nem önállóan lépnek be a riboszómába, hanem transzfer RNS-ek (tRNS) kísérik őket. A tRNS molekulák kicsik - mindössze 70-80 nukleotid egységből állnak. Egyes tRNS-ek összetételét és szekvenciáját már teljesen megállapították. Kiderült, hogy a tRNS-láncban számos helyen 4-7 nukleotid egység található, amelyek komplementerek egymással. A komplementer szekvenciák jelenléte a molekulában azt a tényt eredményezi, hogy ezek a régiók, ha kellően közel vannak egymáshoz, a komplementer nukleotidok közötti hidrogénkötések miatt összetapadnak. Az eredmény egy összetett hurkos szerkezet, amely alakjában egy lóherelevélre emlékeztet. A tRNS-molekula egyik végéhez egy aminosav (D) kapcsolódik, a „lóherelevél” tetején pedig egy nukleotidhármas (E) található, amely kódjában ennek az aminosavnak felel meg. Mivel legalább 20 különböző aminosav létezik, akkor nyilvánvalóan legalább 20 különböző t-RNS létezik: minden aminosavhoz saját t-RNS tartozik.
Mátrix szintézis reakció. Élő rendszerekben új típusú reakciókkal találkozunk, mint például a DNS-replikáció vagy az RNS-szintézis reakciója. Az ilyen reakciók az élettelen természetben nem ismertek. Ezeket mátrix szintézis reakcióknak nevezzük.
A „mátrix” kifejezés a technológiában az érmék, érmek és tipográfiai betűtípusok öntésére használt formára utal: az edzett fém pontosan visszaadja az öntéshez használt forma minden részletét. A mátrixszintézis olyan, mint a mátrixra öntés: az új molekulák pontosan a meglévő molekulák szerkezetében lefektetett terv szerint szintetizálódnak. A mátrix elv a sejt legfontosabb szintetikus reakcióinak hátterében áll, mint például a nukleinsavak és fehérjék szintézise. Ezek a reakciók biztosítják a monomer egységek pontos, szigorúan meghatározott sorrendjét a szintetizált polimerekben. Itt a monomerek irányított összehúzódása történik a sejt egy meghatározott helyére - olyan molekulákra, amelyek mátrixként szolgálnak, ahol a reakció végbemegy. Ha az ilyen reakciók a molekulák véletlenszerű ütközésének eredményeként mennének végbe, végtelenül lassan mennének végbe. Az összetett molekulák szintézise a templát elvén gyorsan és pontosan történik.
A mátrix szerepét a mátrixreakciókban a DNS vagy RNS nukleinsavak makromolekulái játsszák. A monomer molekulák, amelyekből a polimert szintetizálják - nukleotidok vagy aminosavak - a komplementaritás elvének megfelelően, szigorúan meghatározott, meghatározott sorrendben helyezkednek el és rögzítik a mátrixon. Ezután a monomer egységeket „térhálósítja” egy polimer láncba, és a kész polimer kiszabadul a mátrixból. Ezt követően a mátrix készen áll egy új polimer molekula összeállítására. Nyilvánvaló, hogy ahogy egy adott formára csak egy érme vagy egy betű önthető, úgy egy adott mátrixmolekulára is csak egy polimert lehet „összerakni”.
A mátrix típusú reakciók az élő rendszerek kémiájának sajátos jellemzője. Ezek képezik minden élőlény alapvető tulajdonságának alapját – a saját fajtáját szaporító képességét.
Adás. A fehérje szerkezetére vonatkozó információk, amelyeket az mRNS-ben nukleotidszekvenciaként rögzítenek, a szintetizált polipeptidláncban aminosav-szekvencia formájában továbbadódnak. Ezt a folyamatot fordításnak nevezik. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan megy végbe a transzláció a riboszómákban, vagyis az információ átfordítása a nukleinsavak nyelvéről a fehérjék nyelvére, térjünk át az ábrára. Az ábrán a riboszómák tojásdad testekként vannak ábrázolva, amelyek mRNS-t szabadítanak fel a bal végről, és megkezdik a fehérjeszintézist. Ahogy a fehérjemolekula összeáll, a riboszóma az mRNS mentén kúszik. Amikor a riboszóma 50-100 A-val előrehalad, ugyanabból a végből egy második riboszóma lép be az mRNS-be, amely az elsőhöz hasonlóan megkezdi a szintézist, és az első riboszóma után mozog. Ezután a harmadik riboszóma belép az i-RNS-be, a negyedik stb. Mindegyik ugyanazt a feladatot látja el: mindegyik ugyanazt az i-RNS-re programozott fehérjét szintetizálja. Minél jobbra halad a riboszóma az mRNS mentén, annál nagyobb szegmens „összeáll” a fehérjemolekulában. Amikor a riboszóma eléri az mRNS jobb végét, a szintézis befejeződik. A riboszóma a kapott fehérjével elhagyja az mRNS-t. Ezután szétválnak: a riboszómát - bármilyen mRNS-re (mivel bármilyen fehérjét képes szintetizálni; a fehérje természete a mátrixtól függ), a fehérje molekulát - az endoplazmatikus retikulumba, és azon haladva a sejtnek arra a részére mozog, ahol ez a fajta fehérje szükséges. Rövid idő elteltével a második riboszóma befejezi a munkáját, majd a harmadik stb. Az mRNS bal végéről pedig egyre több új riboszóma kerül be, és a fehérjeszintézis folyamatosan folytatódik. Az egy mRNS-molekulára egyidejűleg illeszkedő riboszómák száma az mRNS hosszától függ. Így egy mRNS-molekulán, amely programozza a hemoglobin fehérje szintézisét, és amelynek hossza körülbelül 1500 A, legfeljebb öt riboszómát helyeznek el (egy riboszóma átmérője körülbelül 230 A). Az egy mRNS-molekulán egyidejűleg elhelyezkedő riboszómák csoportját poliriboszómának nevezzük.
Most nézzük meg közelebbről a riboszóma mechanizmusát. Ahogy a riboszóma az mRNS mentén mozog, bármely adott pillanatban érintkezésbe kerül molekulájának egy kis részével. Lehetséges, hogy ez a régió csak egy nukleotidhármas méretű. A riboszóma nem simán, hanem szakaszosan mozog az mRNS mentén, „lépésekben”, hármasról hármasra. A riboszóma és - REC érintkezési helyétől bizonyos távolságra van egy fehérje „összeállítási” pont: itt helyezkedik el és működik a protein-szintetáz enzim, amely polipeptidláncot hoz létre, azaz peptidkötéseket hoz létre az aminosavak között.
A fehérjemolekula riboszómákban történő „összeállításának” mechanizmusa a következőképpen történik. Minden riboszómában, amely a poliriboszóma részét képezi, vagyis az mRNS mentén haladva, a környezetből folyamatos áramlásban érkeznek a rájuk „akasztott” aminosavakat tartalmazó t-RNS-molekulák. Áthaladnak, kódvégükkel megérintve a riboszóma és az mRNS érintkezési helyét, amely jelenleg a riboszómában található. A tRNS ellentétes vége (amely az aminosavat hordozza) a fehérje „összeállítási” pontja közelében jelenik meg. A tRNS által szállított aminosav azonban csak akkor válik a fehérjemolekula részévé, és elválik a tRNS-től, ha kiderül, hogy komplementer az mRNS-hármassal (jelenleg a riboszómában található). A riboszóma azonnal „lépést” tesz az mRNS mentén egy tripletttel, és szabad tRNS szabadul fel a riboszómából a környezetbe. Itt befog egy új aminosav molekulát, és elviszi bármelyik működő riboszómához. Így fokozatosan, hármasról hármasra, a riboszóma az mRNS mentén mozog, és láncról láncra növekszik – a polipeptidlánc. Így működik a riboszóma - ez a sejtszervecskék, amelyet jogosan neveznek a fehérjeszintézis „molekuláris automatájának”.
Laboratóriumi körülmények között a mesterséges fehérjeszintézis óriási erőfeszítést, sok időt és pénzt igényel. Egy élő sejtben pedig egy fehérjemolekula szintézise 1-2 perc alatt befejeződik.
Az enzimek szerepe a fehérje bioszintézisben. Nem szabad elfelejtenünk, hogy a fehérjeszintézis folyamatának egyetlen lépése sem megy végbe enzimek részvétele nélkül. Minden fehérjeszintézis reakciót speciális enzimek katalizálnak. Az mRNS szintézisét egy enzim végzi, amely végigkúszik a DNS molekulán a gén elejétől a végéig, és hátrahagyja a kész mRNS molekulát. A gén ebben a folyamatban csak a szintézis programját adja, magát a folyamatot pedig az enzim hajtja végre. Enzimek részvétele nélkül az aminosavak t-RNS-sel való kapcsolódása nem megy végbe. Vannak speciális enzimek, amelyek biztosítják az aminosavak befogását és összekapcsolását a tRNS-ükkel. Végül a riboszómában a fehérje-összeállítási folyamat során egy enzim működik, amely összekapcsolja az aminosavakat.
A fehérje bioszintézis energiája. A fehérje bioszintézis másik nagyon fontos szempontja az energia. Minden szintetikus folyamat endoterm reakció, ezért energiát igényel. A fehérje bioszintézis szintetikus reakciók láncolatát képviseli: 1) mRNS szintézise; 2) aminosavak összekapcsolása tRNS-sel; 3) „fehérje-összeállítás”. Mindezek a reakciók energiát igényelnek. A fehérjeszintézishez szükséges energiát az ATP hasítási reakciója biztosítja. A bioszintézis minden láncszeme mindig az ATP lebomlásához kapcsolódik.
A biológiai szerveződés tömörsége. A DNS szerepének vizsgálatakor kiderült, hogy az örökletes információk rögzítésének, tárolásának és továbbításának jelensége a molekuláris szerkezetek szintjén jelentkezik. Ennek köszönhetően a „működő mechanizmusok” elképesztő kompaktsága érhető el, a térben való elhelyezésük legnagyobb hatékonysága. Ismeretes, hogy egy emberi spermium DNS-tartalma 3,3X10 -12 fok. A DNS tartalmazza az összes információt, amely meghatározza az emberi fejlődést. Becslések szerint minden megtermékenyített petesejt, amelyből a Földön jelenleg élő összes ember kifejlődött, annyi DNS-t tartalmaz, amennyi egy gombostűfej térfogatában elfér.
DNS- egy lineáris polimer kettős hélix formájában, amelyet egy pár antiparallel komplementer lánc alkot. A DNS monomerei nukleotidok.
Minden DNS-nukleotid purin (A-adenin vagy G-guanin) vagy pirimidin (T-timin vagy C-citozin) nitrogéntartalmú bázisból, egy öt szénatomos cukor-dezoxiribózból és egy foszfátcsoportból áll.
A DNS-molekula a következő paraméterekkel rendelkezik: a hélix szélessége körülbelül 2 nm, a hélix menetemelkedése vagy teljes fordulata 3,4 nm. Egy lépés 10 komplementer bázispárt tartalmaz.
A DNS-molekulában lévő nukleotidok nitrogénbázisokkal néznek szembe egymással, és a komplementaritás szabályai szerint párban egyesülnek: a timin az adeninnel, a citozin pedig a guaninnal szemben helyezkedik el. Az A-T párt két hidrogénkötés köti össze, a G-C párt pedig három köti össze.
A DNS-láncok gerincét cukor-foszfát-maradékok alkotják.
A DNS-replikáció egy DNS-molekula önmegkettőzésének folyamata, amelyet enzimek irányítása alatt hajtanak végre.
A hidrogénkötések felszakadása után létrejövő láncok mindegyikén egy leány-DNS-szál szintetizálódik a DNS-polimeráz enzim részvételével. A szintézis anyaga a sejtek citoplazmájában jelenlévő szabad nukleotidok.
A szomszédos láncokon leánymolekulák szintézise különböző sebességgel megy végbe. Az egyik láncon folyamatosan, a másikon - némi késéssel és töredékekben - új molekula épül fel. A folyamat befejezése után az új DNS-molekulák fragmentumait a DNS-ligáz enzim varrja össze. Így egy DNS-molekulából két DNS-molekula keletkezik, amelyek egymás és az anyamolekula pontos másolatai. Ezt a replikációs módszert félig konzervatívnak nevezik.
A replikáció biológiai értelme abban rejlik, hogy a szomatikus sejtek osztódása során az anyamolekulától a leánymolekulákig az örökletes információ pontos átvitele történik.
DNS javítás- egy olyan mechanizmus, amely lehetővé teszi a DNS-molekulában lévő törött nukleotidszekvenciák kijavítását.
Ha a DNS-replikáció során valamilyen okból megszakad a nukleotidsorrend a molekulájában, akkor ezeket a károsodásokat a legtöbb esetben maga a sejt szünteti meg. A változás általában az egyik DNS-szálban következik be. A második lánc változatlan marad. Az első szál sérült része enzimek - DNS-javító nukleázok - segítségével „kivágható”. Egy másik enzim, a DNS-polimeráz, a sértetlen szálról másolja az információkat, és a szükséges nukleotidokat beilleszti a sérült szálba. A DNS-ligáz ezután „keresztkötéseket” köt a DNS-molekulához, és a sérült molekula helyreáll.
RNS - lineáris polimer, amely általában egy nukleotidláncból áll. Az RNS-ben a timin-nukleotidot uracil (U) helyettesíti. Minden RNS-nukleotid tartalmaz egy öt szénatomos cukrot - ribózt, a négy nitrogénbázis egyikét és egy foszforsav-maradékot.
A messenger vagy hírvivő RNS az RNS polimeráz enzim részvételével szintetizálódik a sejt RNS-ének 5%-át teszi ki; A riboszómális RNS a sejtmagban szintetizálódik, és a riboszómák része, és a sejt RNS-ének 85%-át teszi ki. A transzfer RNS (több mint 40 típus) aminosavakat szállít a fehérjeszintézis helyére, lóhere levél alakú és 70-90 nukleotidból áll.
A sablonszintézis reakciói közé tartozik a DNS-replikáció, az RNS-szintézis DNS-ből (transzkripció), a fehérjeszintézis mRNS-ből (transzláció), valamint az RNS vagy a DNS szintézise vírus RNS-ből.
A transzkripció során az RNS-polimeráz enzim a DNS-nukleotidok egy csoportjához – egy promóterhez – kapcsolódik. A promoter határozza meg azt a helyet, ahonnan az mRNS szintézisnek meg kell kezdődnie. A DNS-molekulával komplementer szabad nukleotidokból épül fel. Az enzim addig működik, amíg nem találkozik egy másik DNS-nukleotidcsoporttal – egy stop jellel, amely az mRNS szintézis végét jelzi.
Az mRNS-molekula a citoplazmába a riboszómákra jut, ahol polipeptidláncok szintetizálódnak. Az mRNS nukleotidszekvenciájában lévő információnak egy polipeptid aminosavszekvenciájává történő fordításának folyamatát transzlációnak nevezzük.
Egy specifikus aminosavat egy adott típusú tRNS juttat a riboszómákba.
