Tổng hợp Protein và Sao chép DNA
Protein và DNA cung cấp bố cục cơ bản nhất để duy trì sự sống trên Trái đất. Trên thực tế, protein xác định hình dạng và chức năng của các sinh vật trong khi DNA lưu giữ thông tin cần thiết cho điều đó. Do đó, tổng hợp protein và sao chép DNA có thể được hiểu là những quá trình cực kỳ quan trọng diễn ra trong tế bào sống. Cả hai quá trình này đều bắt đầu từ trình tự nucleotide của chuỗi axit nucleic, nhưng đó là những con đường khác nhau. Các bước quan trọng của cả hai quy trình đều được giải thích và sự khác biệt giữa chúng được thảo luận trong bài viết này.
Tổng hợp Protein
Tổng hợp protein là một quá trình sinh học diễn ra bên trong tế bào của sinh vật theo ba bước chính được gọi là Phiên mã, Xử lý RNA và Dịch mã. Trong bước phiên mã, trình tự nucleotit của gen trong sợi ADN được phiên mã thành ARN. Bước đầu tiên này rất giống với quá trình sao chép DNA ngoại trừ kết quả là một sợi trên RNA trong quá trình tổng hợp protein. Sợi DNA được tháo ra nhờ enzym DNA helicase, RNA polymerase được gắn vào vị trí cụ thể của phần bắt đầu gen được gọi là promoter, và sợi RNA được tổng hợp dọc theo gen. Sợi RNA mới hình thành này được gọi là RNA thông tin (mRNA).
Sợi mRNA đưa trình tự nucleotide đến ribosome để xử lý RNA. Các phân tử tRNA (RNA chuyển) cụ thể sẽ nhận ra các axit amin có liên quan trong tế bào chất. Sau đó, các phân tử tRNA được gắn vào các axit amin cụ thể. Trong mỗi phân tử tRNA, có một trình tự gồm ba nucleotide. Một ribosome trong tế bào chất được gắn vào sợi mRNA, và codon khởi đầu (promoter) được xác định. Các phân tử tRNA với các nucleotide tương ứng cho trình tự mRNA được di chuyển vào tiểu đơn vị lớn của ribosome. Khi các phân tử tRNA đến ribosome, axit amin tương ứng được liên kết với axit amin tiếp theo trong trình tự thông qua liên kết peptit. Bước cuối cùng này được gọi là dịch; thực sự, đây là nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein thực sự.
Hình dạng của protein được xác định thông qua các loại axit amin khác nhau trong chuỗi, chúng được gắn vào phân tử tRNA, nhưng tRNA là đặc trưng cho trình tự mRNA. Do đó, rõ ràng là các phân tử protein mô tả thông tin được lưu trữ trong phân tử DNA. Tuy nhiên, quá trình tổng hợp protein cũng có thể được bắt đầu từ một sợi RNA.
Sao chép DNA
Sao chép DNA là quá trình tạo ra hai sợi DNA giống hệt nhau từ một sợi, và nó bao gồm một loạt các quá trình. Tất cả các quá trình này diễn ra trong pha S của Giai đoạn giữa chu kỳ tế bào hoặc phân chia tế bào. Đây là một quá trình tiêu thụ năng lượng và chủ yếu có ba loại enzyme chính được gọi là DNA helicase, DNA polymerase và DNA ligase tham gia vào việc điều chỉnh quá trình này. Đầu tiên, DNA helicase phá vỡ cấu trúc xoắn kép của sợi DNA bằng cách phá vỡ các liên kết hydro giữa các gốc nitơ của các sợi đối lập. Quá trình tháo dỡ này bắt đầu từ phần cuối của sợi DNA chứ không phải từ phần giữa. Do đó, DNA helicase có thể được coi là một exonuclease giới hạn.
Sau khi để lộ các base nitơ của DNA sợi đơn, các Deoxyribonucleotide tương ứng được sắp xếp theo trình tự base và các liên kết hydro tương ứng được hình thành bởi enzyme DNA polymerase. Quá trình đặc biệt này diễn ra trên cả hai sợi DNA. Cuối cùng, các liên kết phosphodiester được hình thành giữa các nucleotide kế tiếp nhau, để hoàn thành chuỗi DNA bằng cách sử dụng enzyme DNA ligase. Vào cuối tất cả các bước này, hai sợi DNA giống hệt nhau được hình thành chỉ từ một sợi DNA mẹ.
Sự khác biệt giữa Tổng hợp Protein và Sao chép DNA
| Tổng hợp Protein | Sao chép DNA |
| Kết quả cuối cùng là một protein | Kết quả cuối cùng là một sợi DNA |
| RNA tham gia vào quá trình | Chỉ DNA tham gia vào quá trình |
| Điều này có thể được bắt đầu từ DNA hoặc RNA | Điều này được bắt đầu từ chỉ DNA |
| Một chuỗi protein mới được hình thành | Một sợi DNA mới được hình thành |
| Ba bước chính có liên quan | Điều này rất đồng nghĩa với bước đầu tiên trong ba bước chính đó |
| Diễn ra trong nhân, ti thể và tế bào chất | Chỉ diễn ra trong nhân, nhưng đôi khi trong ti thể, cũng như |
