Mitä on DNA? DNA on kemikaali, jota käytetään geneettisen tiedon (perittyjen ominaisuuksien ja piirteiden) tallentamiseen kehossa. DNA:n muoto on kaksoiskierre (kaksi toisiaan täydentävää ketjua, jotka kietoutuvat toisiinsa). Jokaisessa ketjussa on neljä erillistä komponenttia, ”emäkset” tai ”nukleotidit”. Emäkset ovat adeniini (A), tyamiini (T), sytosiini (C) ja guaniini (G). Tietyt emäkset yhdessä ketjussa voivat muodostaa parin vain tiettyjen emästen kanssa toisessa ketjussa: A voi muodostaa parin vain T:n kanssa (A-T), C vain G:n kanssa (C-G). Se, missä järjestyksessä nämä emäsparit liittyvät toisiinsa, määrää DNA-sekvenssin. Sekvensointi mahdollistaa valtavien tietomäärien tallentamisen yksinkertaisesti pieneen tilaan.

Proteiinit? Ne ovat aminohapoista valmistettuja rakenteita, jotka ovat avainasemassa elimistön kaikkien solujen toiminnassa.

Miten DNA:sta päästään proteiineihin? DNA:n ainutlaatuisia sekvenssejä kutsutaan geeneiksi. Geenejä voidaan lukea proteiinien muodostamiseksi. Tämä tapahtuu kahdella pääprosessilla; transkriptiolla ja translaatiolla.

Mitä on transkriptio? Se on RNA:n synteesiä DNA-sekvenssistä.

Mitä on RNA? RNA on kemikaali, jota käytetään geneettisen materiaalin siirtämiseen solun sisällä. Se on hyvin samanlainen yhdiste kuin DNA; siinä on vain yksi emäs erilainen (urasiili tyamiinin sijasta). Kuten tiamiini DNA-juosteessa, urasiili voi RNA-juosteessa muodostaa parin vain adeniinin (A-U) kanssa. RNA:ta on monenlaista. Lähetti-RNA:ta (mRNA) ja siirto-RNA:ta (tRNA) käytetään proteiinien valmistuksessa. RNA syntetisoidaan solun ytimessä.

Miten transkriptio toimii? Yhtä DNA-juosteista käytetään mallina (muista kaksi juostetta, jotka ovat sitoutuneet toisiinsa ja muodostavat kaksoiskierteen). DNA-juosteet puretaan transkription aikana ja suljetaan sen jälkeen takaisin. RNA käyttää DNA-mallia sovittaakseen DNA:n emäksiä vastaavat emäkset toisiinsa, jolloin muodostuu mRNA-ketju. (Transkriptiota voisi ajatella kuten musiikissa, jossa musiikkikappale/ääni transkriboidaan nuotinnokseksi sivulle, tai kielitieteessä, jossa otetaan viittomakieli ja kirjoitetaan se tekstiksi).

Ja kääntäminen? Se on prosessi, jossa mRNA-juoste luetaan aminohapposekvenssin (polypeptidiketjun) muodostamiseksi. MRNA-juoste kuljetetaan ulos ytimestä ja solun sytoplasmaan. Sytoplasmassa tapahtuva translaatio estää ytimessä olevan DNA:n vaurioitumisen. Prosessi tapahtuu ribosomin avulla.

Miten se tarkalleen ottaen toimii? Tietyt kolme mRNA-ketjun emästä muodostavat ”kodonin”. Jotta aminohappoa voidaan koodata, tRNA:n on luettava koodoni. Kolmea komplementaarista tRNA:n emästä kutsutaan ’anti-kodoniksi’. Koodonit sopivat yhteen anti-kodonien kanssa. Tiettyihin anti-kodoneihin liittyy tiettyjä aminohappoja. Esimerkiksi UAC:ssa on tyrosiini. Kun useat mRNA-kodonit täydentyvät useiden tRNA-antikodonien kanssa, niihin kiinnittyneet aminohapot voivat sitoutua toisiinsa ja muodostaa aminohapposekvenssin. Ribosomi helpottaa tätä prosessia. (Kääntämistä voisi ajatella kuin vieraan kielen opiskelua, ranskan kääntämistä englanniksi).

Miten muodostuu proteiini? Aminohappoketju eli ”polypeptidiketju” voidaan edelleen muotoilla ja pakata solun karkeassa endoplasmisessa retikulumissa proteiiniksi.