سنتز پروتئین در مقابل همانندسازی DNA
پروتئین ها و DNA اساسی ترین طرح را برای حفظ حیات روی زمین فراهم می کنند. در واقع، پروتئین ها شکل و عملکرد موجودات را تعیین می کنند در حالی که DNA اطلاعات مورد نیاز برای آن را نگه می دارد. از این رو، سنتز پروتئین و تکثیر DNA را می توان به عنوان فرآیندهای بسیار مهمی که در سلول های زنده انجام می شود درک کرد. هر دوی این فرآیندها از توالی نوکلئوتیدی رشته اسید نوکلئیک شروع می شوند، اما اینها مسیرهای متفاوتی هستند. مراحل مهم هر دو فرآیند توضیح داده شده و تفاوت های بین آنها در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است.
سنتز پروتئین
سنتز پروتئین یک فرآیند بیولوژیکی است که در داخل سلول های موجودات زنده در سه مرحله اصلی به نام های رونویسی، پردازش RNA و ترجمه انجام می شود. در مرحله رونویسی، توالی نوکلئوتیدی ژن در رشته DNA به RNA رونویسی می شود. این مرحله اول بسیار شبیه به تکثیر DNA است، به جز اینکه نتیجه یک رشته روی RNA در سنتز پروتئین است. رشته DNA که با آنزیم DNA هلیکاز از بین می رود، RNA پلیمراز در محل خاصی از شروع ژن معروف به پروموتر متصل می شود و رشته RNA در طول ژن سنتز می شود. این رشته RNA تازه تشکیل شده به عنوان RNA پیام رسان (mRNA) شناخته می شود.
رشته mRNA توالی نوکلئوتیدی را برای پردازش RNA به ریبوزوم ها می برد. مولکول های اختصاصی tRNA (RNA انتقالی) آمینو اسیدهای مربوطه را در سیتوپلاسم تشخیص می دهند. پس از آن، مولکول های tRNA به اسیدهای آمینه خاص متصل می شوند. در هر مولکول tRNA، یک توالی از سه نوکلئوتید وجود دارد.یک ریبوزوم در سیتوپلاسم به رشته mRNA متصل می شود و کدون شروع (پرموتور) شناسایی می شود. مولکول های tRNA با نوکلئوتیدهای مربوط به توالی mRNA به زیر واحد بزرگ ریبوزوم منتقل می شوند. هنگامی که مولکول‌های tRNA به ریبوزوم می‌رسند، اسید آمینه مربوطه از طریق یک پیوند پپتیدی با اسید آمینه بعدی در دنباله پیوند می‌یابد. این مرحله آخر به عنوان ترجمه شناخته می شود. در واقع، این جایی است که سنتز پروتئین واقعی انجام می شود.
شکل پروتئین از طریق انواع مختلف اسیدهای آمینه در زنجیره تعیین می شود که به مولکول های tRNA متصل بودند، اما tRNA مختص دنباله mRNA است. از این رو، واضح است که مولکول های پروتئین، اطلاعات ذخیره شده در مولکول DNA را به تصویر می کشند. با این حال، سنتز پروتئین می تواند از یک رشته RNA نیز آغاز شود.
تکثیر DNA
تکثیر DNA فرآیند تولید دو رشته DNA یکسان از یک رشته است و شامل یک سری فرآیندها می شود.همه این فرآیندها در مرحله S از فاز میانی چرخه سلولی یا تقسیم سلولی انجام می شود. این یک فرآیند مصرف انرژی است و در درجه اول سه آنزیم اصلی به نام هلیکاز DNA، DNA پلیمراز و DNA لیگاز در تنظیم این فرآیند نقش دارند. ابتدا DNA هلیکاز با شکستن پیوندهای هیدروژنی بین بازهای نیتروژنی رشته های متضاد، ساختار مارپیچ دوگانه رشته DNA را از بین می برد. این برچیدن از انتهای رشته DNA شروع می شود نه از وسط. بنابراین، DNA هلیکاز را می توان به عنوان یک اگزونوکلئاز محدود در نظر گرفت.
پس از افشای بازهای نیتروژنی DNA تک رشته ای، دئوکسی ریبونوکلئوتیدهای مربوطه بر اساس توالی پایه مرتب شده و پیوندهای هیدروژنی مربوطه توسط آنزیم DNA پلیمراز تشکیل می شوند. این فرآیند خاص در هر دو رشته DNA انجام می شود. در نهایت، پیوندهای فسفودی استر بین نوکلئوتیدهای متوالی تشکیل می شود تا با استفاده از آنزیم DNA لیگاز، رشته DNA تکمیل شود.در پایان تمام این مراحل، دو رشته DNA یکسان تنها از یک رشته DNA مادر تشکیل می‌شود.
تفاوت بین سنتز پروتئین و همانندسازی DNA
| سنتز پروتئین | تکثیر DNA |
| نتیجه نهایی یک پروتئین است | نتیجه نهایی یک رشته DNA است |
| RNA در فرآیند دخیل است | فقط DNA در فرآیند دخیل است |
| این می تواند از DNA یا RNA آغاز شود | این فقط از DNA آغاز شده است |
| یک زنجیره پروتئینی جدید تشکیل شد | یک رشته DNA جدید تشکیل شد |
| سه مرحله اصلی درگیر است | این بسیار مترادف با اولین مرحله از آن سه مرحله اصلی است |
| در هسته، میتوکندری و سیتوپلاسم رخ می دهد | فقط در هسته رخ می دهد، اما گاهی اوقات در میتوکندری و همچنین |
