An Dàimh eadar DNA agus RNA ann an Abairt Gine
’S e pròiseas a th’ ann an abairt gine leis a bheilear a’ cleachdadh fiosrachadh ginteil a tha air a stòradh ann an ceallan gus toraidhean gnìomhach a thoirt gu buil, gu h-àraidh pròtainean, a bhios a’ dearbhadh structar agus gnìomh fàs-bheairtean. Sa phròiseas seo, tha dàimh dlùth is co-phàirteach aig DNA agus RNA. Bidh DNA ag obair mar “thasglann” de fhiosrachadh ginteil a tha an ìre mhath seasmhach, agus bidh RNA ag obair mar “eadar-mheadhanair” agus “neach-gnìomhachaidh”, a’ cuideachadh le bhith ag eadar-theangachadh an fhiosrachaidh sin gu moileciuilean gnìomhach taobh a-staigh na cealla. Tha tuigse air a’ cheangal eadar DNA agus RNA ann an abairt gine deatamach airson mìneachadh mar a bhios ceallan a’ fàs, ag atharrachadh, agus a’ freagairt don àrainneachd aca.
DNA mar thùs fiosrachaidh ginteil
'S e moileciuil a th' ann an DNA (aigéad deoxyribonucleic) a bhios a' stòradh stiùiridhean ginteil ann an cruth sreath de niùclasaidean. Tha DNA air a dhèanamh suas de cheithir bunaitean naitrideanach: adenine (A), thymine (T), guanine (G), agus cytosine (C). Bidh sreath nam bunaitean sin a' cruthachadh ginean, a tha nan earrannan de DNA anns a bheil am fiosrachadh a dh'fheumar gus RNA agus/no pròtainean sònraichte a dhèanamh. Mar as trice lorgar DNA ann an niùclas fàs-bheairtean eukaryotic, agus ann am prokaryotes, lorgar e ann an roinn niùclasaich an cytoplasm.
Is e prìomh bhuannachd DNA mar stuth ginteil a sheasmhachd. Tha an structar dùbailte-helix aige agus làthaireachd thymine (seach uracil) a’ dèanamh DNA nas seasmhaiche ri milleadh ceimigeach. A bharrachd air an sin, tha dòigh càraidh èifeachdach aig DNA. Tha seo ga dhèanamh freagarrach airson stòradh fiosrachaidh fad-ùine. Ach, tha an seasmhachd seo cuideachd a’ ciallachadh nach eil DNA ag obair “gu dìreach” gus gnìomhan ceallach a choileanadh; feumaidh e eadar-mheadhanair gus am fiosrachadh aige a chleachdadh.
RNA mar cheanglaiche agus mar neach-gnìomhachaidh
Tha RNA (aigéad ribonucleic) na mholaciul a tha coltach ri DNA a thaobh structar ach le grunn eadar-dhealachaidhean cudromach. Mar as trice, tha RNA aon-shreangach, tha an siùcar ribose ann, agus bidh e a’ cleachdadh uracil (U) an àite thymine (T). Tha na h-eadar-dhealachaidhean seo a’ dèanamh RNA nas sùbailte agus nas fhasa a chumadh ann an structaran trì-thaobhach eadar-mheasgte, a’ leigeil leis iomadh dreuchd a choileanadh taobh a-staigh na cealla.
Chithear an dàimh eadar DNA agus RNA gu soilleir ann am bun-bheachd “dogma meadhanach” bith-eòlas moileciuil: bidh fiosrachadh ginteil a’ sruthadh bho DNA gu RNA, agus an uairsin bho RNA gu pròtain. Ged a tha eisgeachdan aig a’ bhun-bheachd seo (mar eisimpleir, tar-sgrìobhadh cùil ann an retrobhìorasan), san fharsaingeachd, is e an t-sruthadh fiosrachaidh seo am bunait airson abairt gine.
A’ chiad ìre: tar-sgrìobhadh (DNA gu RNA)
Is e tar-sgrìobhadh, am pròiseas airson fiosrachadh a chopaigeadh bho DNA gu RNA, a’ chiad cheum a tha a’ ceangal DNA agus RNA. Anns an ìre seo, bidh an einnsein RNA polymerase a’ ceangal ri roinn shònraichte san DNA ris an canar am brosnaichear, agus an uairsin a’ fosgladh pàirt den helix dùbailte gus aon de na dualan DNA a leughadh mar theamplaid. Bidh RNA polymerase an uairsin a’ cruinneachadh niùclasaidean RNA co-phàirteach: bidh A a’ paidhreachadh le U, T le A, G le C, agus C le G.
Is e toradh an tar-sgrìobhaidh moileciuil RNA ris an canar tar-sgrìobhadh. Ma tha an gine a thathar a’ tar-sgrìobhadh na ghine a bhios a’ còdachadh phròtainean, is e RNA teachdaire (mRNA) an tar-sgrìobhadh. Bidh mRNA a’ giùlan an “teachdaireachd” ann an cruth còd ginteil bhon DNA chun na ribosoman, far a bheil pròtainean air an co-chur. Ann an eukaryotes, bidh tar-sgrìobhadh a’ tachairt ann an niùclas na cealla, agus ann am prokaryotes, bidh e a’ tachairt anns an cytoplasm.
Chan e dìreach mu bhith a’ dèanamh lethbhreac de dh’fhiosrachadh a tha am pròiseas tar-sgrìobhaidh; tha e cuideachd na phuing smachd deatamach. Faodaidh ceallan smachd a chumail air dè na ginean a tha “air” no “sàmhach” le bhith a’ cumail smachd air ruigsinneachd RNA polymerase gu luchd-adhartachaidh tro phròtainean riaghlaidh leithid factaran tar-sgrìobhaidh, luchd-gnìomhachaidh, agus luchd-bacadh.
Pròiseasadh RNA ann an eukaryotes: bho ro-mRNA gu mRNA aibidh
Ann an eukaryotes, chan eil mRNA deiseil airson a chleachdadh sa bhad an dèidh tar-sgrìobhadh. Canar pre-mRNA ris an toradh tùsail, agus tha roinnean neo-chòdaidh (introns) agus roinnean còdaidh (exons) ann fhathast. Feumaidh pre-mRNA grunn cheumannan a ghabhail:
1. Cuir caip 5' ris, 's e sin atharrachadh aig a' cheann 5' a chuidicheas le bhith a' dìon an mRNA bho bhith air a mhilleadh agus a' comasachadh ceangal ribosome.
2. Spliseadh, is e sin toirt air falbh introns agus ceangal exons. Tha am pròiseas seo air a dhèanamh leis an iom-fhillte spliceosome. Leigidh spliseadh le spliseadh eile cuideachd, far am faod measgachadh eadar-dhealaichte de exons pròtainean eadar-dhealaichte a thoirt gu buil bhon aon ghine.
3. Earball poly-A air a chur ris aig a’ cheann 3’, a tha a’ meudachadh seasmhachd mRNA agus a’ cuideachadh le bhith a’ giùlan mRNA a-mach às an niùclas.
Tha an giullachd seo a’ nochdadh dàimh nas iom-fhillte eadar DNA agus RNA: tha DNA a’ toirt seachad a’ bhun-phlana, agus faodar RNA a “mhodachadh” gus barrachd measgachadh de thoraidhean a thoirt gu buil na an àireamh de ghinean a tha ann.
An dàrna ìre: eadar-theangachadh (RNA gu pròtain)
Às dèidh don mRNA aibidh, is e an ath ìre eadar-theangachadh, am pròiseas airson sreath niùclasaid mRNA a thionndadh gu sreath amino-aigéid gus pròtain a chruthachadh. Bidh eadar-theangachadh a’ tachairt ann an ribosoman, a tha air an dèanamh suas de rRNA (RNA ribosomal) agus pròtainean.
Bidh ribosoman a’ leughadh mRNA ann am buidhnean de thrì niùclasaid ris an canar codons. Bidh gach codon a’ còdachadh airson amino-aigéid sònraichte. Bidh moileciuil tRNA (RNA gluasaid) a’ giùlan an amino-aigéid iomchaidh agus tha anticodon aige a bhios a’ paidhir leis a’ chodon air an mRNA. Nuair a cheanglas an tRNA ceart, bidh an ribosome a’ cruinneachadh nan amino-aigéid ann an slabhraidh polypeptide gus an ruig e codon stad, a tha a’ comharrachadh deireadh an eadar-theangachaidh.
An seo, chithear an dàimh eadar DNA agus RNA mar shreath de ghnìomhachdan: bidh DNA a’ stòradh stiùiridhean, bidh mRNA a’ giùlan stiùiridhean, bidh tRNA ag eadar-theangachadh stiùiridhean, agus bidh rRNA a’ cruthachadh an inneil a bhios a’ cruinneachadh phròtainean.
Seòrsachan eile de RNA a bheir buaidh air abairt gine
A bharrachd air mRNA, tRNA, agus rRNA, bidh mòran sheòrsaichean eile de RNA a’ cluich pàirt ann an gnìomhachd gine, gu sònraichte ann an riaghladh. Mar eisimpleir:
– miRNA (microRNA) agus siRNA (RNA beag a chuireas bacadh): Faodaidh na RNAan beaga seo ceangal ri mRNAan sònraichte, ag adhbhrachadh gun tèid an sgrios no gun tèid casg a chur air an eadar-theangachadh. Mar sin, tha pàirt dhìreach aig RNA ann a bhith a’ “cur dheth” gnìomhachd gine.
– lncRNA (RNA fada neo-chòdaidh): Bidh RNA fada neo-chòdaidh a’ cluich pàirt ann a bhith a’ riaghladh abairt gine tro dhiofar dhòighean, leithid fastadh phròtainean a bhios ag atharrachadh cròmatin no a’ toirt buaidh air seasmhachd mRNA.
– snRNA (RNA niùclasach beag): pàirt chudromach den spliceosome airson spliseadh intron-exon.
Tha RNA riaghlaidh ann a’ moladh nach e rathad aon-shligheach sìmplidh a th’ anns a’ cheangal eadar DNA agus RNA. Faodaidh RNA atharrachadh a dhèanamh air dè an ìre de dh’fhiosrachadh DNA a thèid eadar-theangachadh gu pròtainean, cuin, agus ann an seòrsachan cealla sònraichte.
Riaghladh abairt gine: puingean smachd bho DNA gu RNA
Chan eil ceallan a’ cur an cèill a h-uile gine fad na h-ùine. Faodaidh riaghladh air gnìomhachd gine tachairt aig grunn ìrean, gu sònraichte:
1. Riaghladh DNA/cròmatin (eucaryòtach a-mhàin): Faodar DNA a dhlùthadh no a sgaoileadh tro atharrachaidhean histone agus methylation DNA. Tha e doirbh DNA a tha ro dhlùthaichte a thar-sgrìobhadh.
2. Riaghladh tar-sgrìobhaidh: bidh factaran tar-sgrìobhaidh a’ dearbhadh an urrainn do RNA polymerase tar-sgrìobhadh a thòiseachadh.
3. Riaghladh iar-tar-sgrìobhaidh: a’ gabhail a-steach spliseadh eile, deasachadh RNA, agus seasmhachd is còmhdhail mRNA.
4. Riaghladh eadar-theangachaidh: faodar mRNA eadar-theangachadh nas luaithe no nas slaodaiche a rèir suidheachadh na cealla.
5. Riaghladh iar-eadar-theangachaidh: faodar na pròtainean a chaidh a chruthachadh atharrachadh no a sgrios mar a dh’ fheumar.
Anns gach ìre, tha DNA a’ toirt seachad bunait an fhiosrachaidh, agus ’s e RNA am prìomh fhear-gnìomhachaidh agus riaghlaiche a tha a’ dearbhadh dè an ìre den fhiosrachadh sin a thig gu bhith na fhìor thoradh.
Co-dhùnadh
Tha an dàimh eadar DNA agus RNA ann an gnìomhachd gine aig cridhe mar a tha beatha ag obair aig an ìre mhóileciuil. Tha DNA na stòras seasmhach de fhiosrachadh ginteil, agus tha RNA an urra ri bhith ag ath-sgrìobhadh, a’ giùlan, ag eadar-theangachadh, agus eadhon a’ riaghladh an fhiosrachaidh sin. Bidh ath-sgrìobhadh ag atharrachadh fiosrachadh DNA gu RNA, agus an uairsin bidh eadar-theangachadh ag atharrachadh fiosrachadh RNA gu pròtainean. A bharrachd air an sin, bidh diofar sheòrsaichean de RNA neo-chòdaidh a’ leudachadh dreuchd RNA mar riaghladairean gnìomhachd gine, a’ dèanamh an t-siostam nas beòthaile agus nas freagairtiche don àrainneachd. Faodaidh tuigse air a’ chàirdeas seo ar cuideachadh le bhith a’ tuigsinn bunait oighreachd, leasachadh organsaigh, adhbharan diofar ghalaran ginteil, agus comas leigheasan stèidhichte air gine.
