8.4 Geenit ohjaavat proteiinien valmistusta

Suvullisesti lisääntyvillä lajeilla kaikkien yksilöiden perimä on erilainen. Perimä ei kuitenkaan suoraan näy solun ulkopuolelle. Yksilön geenien muodostamaa kokonaisuutta kutsutaan genotyypiksi.

Genotyyppi vaikuttaa yksilön ilmiasuun eli fenotyyppiin, mutta fenotyyppiin vaikuttavat myös monet ympäristötekijät. Genotyyppi vaikuttaa solujen toimintaan, sillä niiden toimintaa ohjataan DNA:n sisältämän informaation avulla. Solussa DNA:n emäsjärjestystä luetaan jatkuvasti, ja sen mukaan tuotetaan kulloinkin tarvittavia proteiineja. Tätä tapahtumaa kutsutaan geenien ilmenemiseksi.

Proteiinisynteesissä solu tuottaa proteiineja DNA:n ohjeen mukaisesti. Proteiinisynteesi voidaan jakaa kahteen osaan: tumassa tapahtuvaan transkriptioon ja soluliman ribosomeilla tapahtuvaan translaatioon. Transkriptiossa DNA:n avulla tuotetaan RNA-molekyyli, jota kutsutaan lähetti-RNA:ksi. Tämän jälkeen lähetti-RNA kuljetetaan solulimaan. Translaatiossa solulimassa tai solulimakalvostolla olevat ribosomit lukevat lähetti-RNA:n välittämän proteiinin valmistuskoodin ja tuottavat sen mukaan solun tarvitsemia proteiineja.

Transkriptiossa tuotetaan lähetti-RNA


​Kun solu tarvitsee toimintaansa tiettyä proteiinia, tätä proteiinia koodaava eli sen tuotantoa ohjaava geeni aktivoituu DNA:ssa. DNA:n koodin avulla ei suoraan tuoteta proteiinia, vaan geenin sisältämä tieto proteiinista välitetään RNA:n avulla eteenpäin. Geenien aktivoituminen johtaa tapahtumasarjaan, jossa DNA:n emäsjärjestys kopioidaan RNA-molekyyliin, jota kutsutaan lähetti-RNA:ksi. Lähetti-RNA välittää DNA:n koodin tuman ulkopuolelle. Tätä prosessia kutsutaan transkriptioksi.

Transkriptio alkaa, kun DNA:n kaksoiskierre aukeaa muutamien proteiinien avustamana. RNA-molekyyli rakentuu DNA:n mallijuosteen rinnalle emäsparisäännön mukaisesti. Syntyvää RNA-molekyyliä kutsutaan lähetti-RNA:ksi (mRNA, messenger RNA), sillä se välittää DNA:n sisältämän informaation solulimassa oleville ribosomeille, jotka ohjaavat proteiinien valmistamista.





Translaatiossa tuotetaan proteiineja


​Proteiineja tuotetaan solulimassa sijaitsevissa ribosomeissa. Translaation aluksi aikaisemmin muodostettu lähetti-RNA tarttuu ribosomiin. Ribosomi on eräänlainen proteiinitehdas, jossa lähetti-RNA:n välittämä viesti luetaan. Ribosomi valmistaa lähetti-RNA:n sisältämän viestin perusteella proteiineja solun tarpeisiin.

Translaatiossa tarvitaan lisäksi siirtäjä-RNA-molekyylejä. Niiden avulla ribosomi lukee lähetti-RNA:n sisältämää tietoa ja ohjaa paikalle oikean aminohapon. Toisiinsa liittyneet aminohapot muodostavat yhdessä proteiinin. Proteiineja ovat esimerkiksi kaikki solujen entsyymit, jotka muun muassa nopeuttavat solun aineenvaihdunnan kannalta tärkeitä kemiallisia reaktiota.