Реализация на генетичната информация

Реализацията на генетичната информация се осъществява в два последователни етапа.Първи етап — транскрипция (лат. транскрибо — преписване). ДНК носи информация за подреждането на аминокиселините в полипептидните вериги. ДНК обаче се намира в ядрата на

Реализацията на генетичната информация се осъществява в два последователни етапа.
Първи етап — транскрипция (лат. транскрибо — преписване). ДНК носи информация за подреждането на аминокиселините в полипептидните вериги. ДНК обаче се намира в ядрата на клетките (с малки изключения), а белтъците се синтезират върху рибозомите. Следователно ДНК не може да осъществява пряк контрол върху синтезирането на белтъците. За реализирането на записаната в ДНК информация е необходимо тя да бъде изнесена от ядрото чрез някакъв посредник. Това става чрез молекули РНК по следния начин: Върху участък от единична верига на ДНК, голям колкото един или няколко гена, става матрично синтезиране на РНК. Специален ензим (ДНК-зависима РНК-полимераза) разплита двойната спирала на ДНК в единия край на участъка и „пълзи" по него до другия му край. Едновременно с това се изгражда молекула РНК, комплементарна на едната верига от разплетения участък от ДНК. С пълзенето на ензима нараства и молекулата на синтезираната РНК  1.23.).
Наследствената информация на даден ген се преписва върху молекулата РНК съгласно матричния принцип.
Синтезираната по този начин РНК се нарича информационна (матрична, или посредник) — иРНК (мРНК).
Етапът на преписване на наследствената информация върху молекулата иРНК се нарича транскрипция.
Той се осъществява в клетъчното ядро.
Втори етап — транслация (лат. транслацио — предаване). Наследствената информация трябва обаче освен да бъде изнесена от ядрото и да се преведе от „езика на нуклеиновите киселини" на „езика на белтъците". Необходимо е нуклеотидната последователност да се реализира в аминокиселинна последователност. Това се осъществява по следния начин:
Синтезираната молекула иРНК се отделя от матричната верига ДНК и напуска ядрото, като преминава в цитоплазмата. Тук иРНК се свързва с рибозомите. Образуват се т. нар. полирибозомен (полизомен) комплекс. На всяка рибозома се синтезира полипептидна верига. По такъв начин наследствената информация, преписана в една молекула иРНК, се реализира в едновременното синтезиране на няколко полипептидни вериги, които са идентични. Тук особено важна роля играят различните молекули тРНК. Те имат сходен строеж. По дължината на молекулата им повечето нуклеотиди комплементират едни с други. Така се образуват големи двуверижни участъци  1.24.). На определено място от молекулата на тРНК остават несдвоени 3 последователни нуклеотида. Те се наричат антикодон и са комплементарни на съответен кодон от иРНК. Транспортните РНК се свързват с определени аминокиселини и чрез антикодона си „разпознават" мястото, което трябва да заеме съответната свързана аминокиселина в синтезиращата се полипептидна верига. Транспортните РНК се различават по антикодона си и биват 61 вида. Аминокиселините „намират" съответните им кодони не пряко, а чрез пренасящите ги тРНК.
При свързването на аминокиселините със съответните им молекули тРНК се изразходва енергия. Този процес се осъществява с участието на ензими, които са специфични за различните аминокиселини.
Когато иРНК навлезе с първите си два кодона в рибозомата, към тях чрез антикодоните си се присъединяват две молекули тРНК. Те носят съответните аминокиселини. Подредени близо една до друга, с посредничеството на ензими на рибо-зомата двете аминокиселини се свързват с пептидна връзка. Образува се дипептид, свързан с втората тРНК. Първата тРНК напуска рибозомата, а тя се придвижва по дължината на иРНК и обхваща третия ù кодон. Към него се присъединява трета тРНК, носеща трета аминокиселина. Отново с посредничеството на рибозомни ензими втората и третата аминокиселина се свързват с пептидна връзка. Образува се трипептид, свързан с третата тРНК. Втората тРНК напуска рибозомата, а тя обхваща четвъртия кодон и т. н.  1.25.). Така при последователното преминаване на кодоните на иРНК през рибозомата нараства полипептидната верига.
Всяка аминокиселина заема онова място от полипептидната верига, което е закодирано в молекулата на ДНК, преписано от молекулата на иРНК и разпознато от съответната тРНК. Първичната структура на белтъчната молекула зависи изцяло от информацията, преписана в молекулата иРНК, и не зависи от тРНК, рибозомите и ензимите, участващи в транслацията.
Ако към тРНК, рибозоми и ензими, изолирани от бактерийни клетки, се прибави иРНК от някой вирус, винаги се синтезира вирусен белтък. Това показва, че винаги се осъществява преписаната информация, а клетъчните структури и ензимите, участващи в транслацията й, не оказват никакво влияние. Автор: Александър Ненов