[Bio] RNA-synthese en eiwitsynthese

Wat houden deze twee dingen in? En wat is het verband van hun met mutaties?

De RNA-synthese (transcriptie) is het proces waarbij een stuk DNA door bepaalde enzymen (onder andere een RNA-transcriptase) wordt getranscribeerd naar een stuk RNA met de complimentaire basenvolgorde. Er wordt dus een nieuw stuk RNA gemaakt door verschillende basen aan elkaar te koppelen, en in dit RNA zit een adenosine op de plaats waar in het DNA-template een thymine zat, een cytosine voor een guanine, etc. Enige uitzondering is dat in RNA een U wordt gebruikt in plaats van een thymine (ik kan me op het moment niet herinneren waar die U ook al weer voor stond).

De eiwitsynthese (translatie) is het proces waarbij door een ribosoom een eiwit gesynthetiseerd wordt, met als template een stuk RNA (om specifiek te zijn een stuk messenger RNA). Met behulp van transfer RNA worden aminozuren aan elkaar gekoppeld totdat het eiwit gereed is.

Mutaties vinden plaats in het DNA. Wanneer dat stuk DNA dan getranscribeerd wordt, wordt zo'n mutatie ook gewoon overgenomen in het RNA. Vervolgens kan zo'n verandering in de basenvolgorde (van een mRNA) ertoe leiden dat een ander aminozuur in een eiwit wordt geplaatst dan de bedoeling was. Dit kan verregaande effecten hebben (maar het kan ook nauwelijks te merken zijn). Bij sikkelcel-anemie bijvoorbeeld, is er een aminozuur omgewisseld in het eiwit hemoglobine. In normaal hemoglobine heeft dit aminozuur een bepaalde lading; in het gewijzigde hemoglobine is het nieuwe aminozuur neutraal. Hierdoor verandert de ruimtelijke vorm van het hemoglobine sterk, waardoor de rode bloedcellen sikkelvormig worden.

U is uracil.

Maar topicstarter, wat weet je er al van? Zijn er nog bepaalde vragen die je over de stof hebt?

[ILUsion]

Eén DNA-streng (vastbepaalde streng) wordt getranscripteerd naar mRNA (Messenger-RNA), waarbij zoals reeds gezegd (T>A, A>U, C<>G). Hierbij wordt slechts een gedeelte van de dubbele helix ontplooit. Het mRNA gaat dan uit de kern om dan aan een een deel van een ribosoom te binden (al dan niet op het ruw endoplasmatisch reticulum), bij de eiwtisysthese vormen drie RNA-nucleotiden één codon, de volgorde en samenstelling van elk codon zorgt ervoor dat een bepaald aminozuur zal binden.

Dat aminozuur wordt aangedragen door een tRNA-molecule (Transport RNA) dat het anticodon voor het codon bevat en daarmee dus bindt in het ribosoom. Als ik me niet vergis begint elke eiwit (tijdens de synthese!) met methionine. Zo wordt het hele mRNA per codon (3 nucleotiden) afgetast door het ribosoom, bijhorende aminozuren worden via speciale tRNA aangedragen, de aminozuren worden onderling verbonden, de tRNA-moleculen lossen bij het verbinden van de aminozuren. Op het einde van het eiwit moet een stopcodon staan (daar zijn er 3 van, waarvan eentje UAG, als ik me goed herinner). Er bestaan verschillende tabellen die het mogelijk maken als te converteren (2 types waarvan ik weet heb: een gewoon vierkante tabel met links het eerste nucleotide, bovenaan het tweede en rechts het derde; ofwel een cirkel met daarin de nucleotiden en buiten de aminozuren).

Maar vermits elke 3 nucleotiden één specifiek aminozuur voorstellen, kan het ontrbreken van één nucelotiden de groepjes anders verdelen. Ik zal hier eventjes een korte sequentie mRNA geven en omzetten naar aminozuren, dan eentje weglaten en het resultaat bekijken.

AUG CCC AAA GGG UUU UAG UUA GGG >> Meth(start) + Pro + Lys + Gly + Phe (STOP)

als we hierin bijvoorbeeld een deletie van het 10 nucleotide (een G), dan krijg je het volgende (eveneens in codons verdeeld):
AUG CCC AAA GGU UUU AGU UAG GG. >> Meth(start) + Pro + Lys + Gly + Phe + Ser (STOP)

Dat de glycine behouden blijft, is toeval (vermits zowel GGU als GGG het codon voor glycine zijn). Deze mutatie noemt men een stille mutatie (een wijziging in het DNA die geen wijziging in het eiwit geeft). Ook de fenylalanine is gelijk gebleven (omdat het eerste nucleotide van de daaropvolgende codon een U is), het kan evengoed gebeuren dat alle/veel aminozuren verschillen door een deletie van één nucleotide. De keten is echter langer geworden omdat het STOP-codon verdwijnt, waardoor er een aminozuur bijkomt en daarna wordt pas een stopcodon gevonden.

Als er dus bij de transcriptie DNA>mRNA één of meerdere nucleotiden verloren geraakt(of bijkomt) of als die bij de omzetting mRNA>eiwit overgeslagen worden, ontstaat een mutatie. Dit kan ofwel stil zijn (hetzelfde eiwit als resultaat) ofwel kan dit vreemde resultaten geven, bij een deletie/insertie van 3n opeenvolgende nucleotiden, krijg je enkel toevoeging/verwijdering van n aminozuren). Er bestaan verder verschillende termen voor mutaties (frameshifts, nonsensmutaties, ...).

Tip: zoek met Google of op WikiPedia eens de volgende woorden: codon, eiwitsynthese, mutaties, mRNA, ... WikiPedia kan ik je hiervoor zeker aanraden, daar is alles zeer goed uitgelegd en correct genoeg.

Bedankt mensen, en nee ik weet er niks van. K suck echt in bio..