В статье "Что такое ДНК?" рассказывалось, как на основе ДНК синтезируется матричная РНК (мРНК). которая служит для запуска производства белка. Именно из последовательности оснований на молекуле мРНК строятся белки; этот процесс называется трансляцией. мРНК переходит из ядра в цитоплазму. Там её кэп связывается с крошечной органеллой (мини-органом) рибосомой. Здесь и происходит производство белков.
Биологи называют порядок расположения оснований на молекуле мРНК триплетным кодом, потому что набор из трёх оснований (или триплет) кодирует один тип аминокислот. В живых организмах встречается 20 различных аминокислот; они служат «строительным материалом» белков. Триплетный код определяет, какие аминокислоты объединяются и где это происходит.
В это же время другие молекулы РНК — транспортные РНК (тРНК) — связываются с аминокислотами. свободно находящимися в клетке. Каждая молекула тРНК формируется из трёх нуклеотидов. Последовательность оснований тРНК определяет, с каким типом аминокислоты она может объединиться.
От аминокислоты к белку
После объединения с соответствующей аминокислотой молекула тРНК с правильной последовательностью нуклеотидов связывается с триплетом мРНК Рибосома удерживает на месте две молекулы РНК. Затем ещё одна молекула тРНК вместе с аминокислотой прикрепляется к соседнему триплету мРНК.
Так две аминокислоты вступают в тесный контакт. Рибосома соединяет аминокислоты вместе, после чего освобождает первую тРНК Затем эта тРНК удаляется, чтобы связаться с другими аминокислотами.
Рибосома перемещается вдоль нити мРНК, повторяя на своём пути этот процесс. Теперь начинает своё формирование новая молекула белка.
Цепь аминокислот становится всё длиннее. В конце концов процесс строительства молекулы белка завершается.
Молекула содержит последовательность аминокислот. заданную триплетами цепи мРНК. Их. в свою очередь. определяет состав молекулы ДНК. Находящейся в ядре. Перед тем как начать выполнение своей задачи, белок сворачивается определённым образом.
Контроль генов
Хотя молекулы ДНК должны полностью реплицироваться ещё до деления клетки, на протяжении всего этого процесса гены во всех задействованных клетках не активны. У каждой клетки в организме ограниченный набор функций. Клетки гипофиза, например, вырабатывают гормоны, которые не производятся ни в каких других клетках организма. То. какие гены становятся активными в любой из клеток, и время, когда это происходит, строго контролируются.
Этот контроль осуществляется белками-регуляторами. Они представляют собой ферменты, которые связываются с ДНК. расположенной немного вдали от гена-мишени. В зависимости от своего типа, эти ферменты могут способствовать или препятствовать транскрипции гена. Благодаря этому включаются и выключаются гены.
Амплификация ДНК
Вскоре после смерти организма его ДНК распадается, по-этому обнаружение ДНК в ископаемых останках случается крайне редко. Даже если ДНК удаётся обнаружить, она. как правило, фрагментирована.
Однако и единственный фрагмент можно исследовать благодаря амплификации с помощью полимеразной цепной реакции, или ПЦР. Нити образца ДНК отделяются друг от друга путём нагревания. Затем добавляются созданные учёными мелкие части ДНК — так называемые праймеры. Они прикрепляются к образцу ДНК; туда же добавляется и фермент — полимераза. Благодаря этому формируются новые нити, идентичные участкам вокруг праймеров. Эта последовательность многократно повторяется, в результате чего исходный образец ДНК увеличивается до тех пор. пока не будет получено достаточно вещества для анализа. Благодаря использованию ПЦР оказалось возможным проанализировать образцы ДНК из костей неандертальцев и мамонтов.