Genomet är den totala mängden DNA i en cell, och alla celler i en flercellig organism har en kopia. I DNA finns gener som innehåller instruktioner för hur cellerna ska tillverka de proteiner som de behöver. Det är i mångt och mycket proteiner som sköter cellens funktioner, och cellerna bygger upp hela organismer med olika egenskaper – som härrör från DNA.
I den centrala dogmen beskrivs också hur DNA kopieras, vilket är en förutsättning för att den genetiska information ska gå i arv.
Mer info finns på sidan Celldelning och replikation.
Transkription – från gen till mRNA
När en gen är aktiv och dess information används för att tillverka protein så kallas det att genen uttrycks. Det steg i vilket genen avläses kallas för transkription som betyder ungefär ”skriva om”.
Ett mRNA är en kopia av en gen
När en gen transkriberas tillverkas en kopia i form av ett mRNA. Därefter transporteras mRNA ut från cellkärnan till ribosomerna där informationen används för att tillverka proteiner. På det här sättet kan informationen som finns i DNA användas samtidigt som DNA-molekylen fortsätter vara skyddad av cellkärnan.
mRNA är förkortning av engelskans messenger RNA som på svenska kallas för budbärar-RNA. Både DNA och RNA är nukleinsyror men till skillnad från DNA som är dubbelsträngat, består RNA av en enkel sträng och har kvävebasen uracil (U) istället för tymin (T).
Läs mer på sidan DNA och RNA.
Transkriptionen steg för steg
Transkriptionen startar med att enzymet RNA-polymeras II binder till genens promotor. För att transkriptionen ska starta krävs inblandning av transkriptionsfaktorer. De är proteiner som reglerar genuttrycket, alltså när och hur mycket av en gen som ska transkriberas, genom att styra RNA-polymeras II.
För att RNA-polymeras II ska binda till rätt startställe krävs det att transkriptionsfaktorn TFIID först bundit till promotorn. Till TFIID binder sen fler transkriptionsfaktorer som på olika sätt hjälper att transkriptionen att starta.
En annan transkriptionsfaktor, TFIIF, öppnar upp den annars slutna dubbelsträngade DNA-molekylen och gör den tillgänglig att läsas av. RNA-polymeras II rör sig sedan längs med båda strängarna och tillverkar kopior, mRNA, av dessa.
Byggstenarna som bygger upp mRNA vid transkriptionen är fria nukleotider som finns i cellkärnan. Dessa kopplas till nukleotiderna i de separerade DNA-strängarna enligt basparningsprincipen där C binder till G, och A till T (i DNA) eller U (i RNA). När den ena strängen används som mall, bildas därmed en exakt kopia av den andra.
När RNA-polymeras II kommer fram till en stopp-sekvens (stopp-kodon) i genen så avslutas transkriptionen och ett ”omoget” mRNA är klart.
Efter transkriptionen färdigställs mRNA-molekylen
Efter transkriptionen följer några steg för att färdigställa mRNA-molekylen. I en eukaryot organism måste mRNA transporteras ut ur cellkärnan till cytoplasman. Där finns ribosomerna som sköter proteintillverkningen. mRNA kan ta sig över cellkärnans membran genom små porer. För att den nytillverkade och instabila mRNA-molekylen inte ska skadas och brytas ned under transporten så monteras några extra nukleotider på ändarna på molekylen.
Innan mRNA-molekylen är klar för translation klipps alla introner bort emd så kallad splitsning (splicing på engelska). För vissa gener klipps även en eller flera exoner bort i en mekanism som heter alternativ splitsning. Med alternativ splitsning kan samma gen koda för flera olika proteiner, eller fler versioner av ett protein.
I texten ovan beskrivs transkription av kärn-DNA hos eukaryota organismer. När de gener som finns i mitokondrier och kloroplaster transkriberas så sker både det och proteintillverkningen (translationen) på plats i organellen.
Hos encelliga prokaryota organismer (bakterier och arkeér) saknas cellkärna och både transkription och translation sker i cytosolen.
Translation – mRNA översätts till protein
Vid translationen tillverkas proteiner efter de instruktioner som finns i generna. Proteintillverkningen sker i organeller som heter ribosomer. Eftersom instruktionerna är “fast” inne i cellkärnan så bildas en arbetskopia i form av ett mRNA under transkriptionen. När kopian är klar att användas så transporteras den ut från cellkärnan till ribosomerna.
Tripletter av nukleotider översätts till aminosyror
Proteiner byggs upp av 20 olika aminosyror. I ett mRNA finns information om vilka, och i vilken ordning, aminosyror ska monteras ihop till ett protein.
Tre och tre översätts nukleotiderna i ett mRNA till en viss aminosyra. En triplett kallas för ett kodon. Tripletten AGC översätts med aminosyran serin, och AAG med lysin. Om dessa kodon följer varandra i mRNA (AGCAAG), sätts serin samman med lysin. Beroende på ordningsföljden av kodon, fortsätter ribosomerna att sammanfoga aminosyrorna tills ett så kallat stopp-kodon (UAA, UAG eller UGA) kommer. Då avslutas proteintillverkningen.
Förutom mRNA är två andra RNA-molekyler viktiga för proteintillverkningen: transport-RNA (tRNA) och ribosomalt RNA (rRNA). När ribosomen rör sig över RNA-molekylen, ett kodon i taget, och kopplar ihop aminosyror så transporteras de dit av tRNA. tRNA består bland annat av ett så kallat antikodon som binder komplementärt till mRNA-molekylen. När aminosyran är på plats klipps tRNA bort med hjälp av rRNA.
Aminosyrorna som bygger upp proteiner
Alla 20 aminosyror som bygger upp alla organismers proteiner består av en aminogrupp (NH2), en karboxylgrupp (COOH), en metylgrupp (CH) och en kolvätekedja som brukar kallas R och som är specifik för varje aminosyra.
Varje aminosyra har två olika förkortningar. Den ena typen av förkortning består av en enda bokstav och den andra förkortningen av tre bokstäver. I tabellen nedan finns namnen på aminosyrorna, hur de förkortas och vilket RNA kodon som översätts till vilken aminosyra. Flera kodon kan översätts med samma aminosyra.
| Namn på aminosyra | Enbokstavs-förkortning | Trebokstavs-förkortning | RNA kodon |
|---|---|---|---|
| Alanin | A | Ala | GCU, GCC, GCA, GCG |
| Arginin | R | Arg | CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG |
| Asparagin | N | Asn | AAU, AAC |
| Asparaginsyra | D | Asp | GAU, GAC |
| Cytein | C | Cyt | UGU, UGC |
| Fenylalanin | F | Phe | UUU, UUC |
| Glutamin | Q | Gln | CAA, CAG |
| Glutaminsyra | E | Glu | GAA, GAG |
| Glycin | G | Gly | GGU, GGC, GGA, GGG |
| Histidin | H | His | CAU, CAC |
| Isoleucin | I | Ile | AUU, AUC, AUA |
| Leucin | L | Leu | UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG |
| Lysin | K | Lys | AAA, AAG |
| Metionin | M | Met | AUG |
| Prolin | P | Pro | CCU, CCC, CCA, CCG |
| Serin | S | Ser | UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC |
| Treonin | T | Tre | ACU, ACG, ACA, ACG |
| Tryptofan | W | Trp | UGG |
| Tyrosin | Y | Tyr | UAU, UAC |
| Valin | V | Val | GUU, GUC, GUA, GUG |
De essentiella aminosyrorna får vi genom maten
De nio aminosyror som listas nedan kan vi människor inte tillverka själva. Dessa kallas essentiella eftersom det är livsnödvändigt att vi får i oss dem genom maten vi äter.
- Fenylalanin
- Isoleucin
- Leucin
- Lysin
- Treonin
- Tryptofan
- Valin
- Metionin
- Histidin
Uppdaterad 2025-09-09
