Genomet är den totala mängden DNA i en cell. Alla celler i en flercellig organism har samma DNA-uppsättning. I DNA finns gener som innehåller instruktioner för hur cellerna ska tillverka de proteiner som organismen 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.
Ibland räknas även till den centrala dogmen den process då allt DNA kopieras inför varje celldelning, så kallad DNA-replikation.
Mer info finns på sidan Celldelning och replikation.
Transkription – DNA kopieras till RNA
När en gen är aktiv och dess information används för att tillverka protein så kallas det att genen uttrycks. I ett första steg kopieras genens sekvens till en RNA-molekyl, det kallas för transkription som betyder ungefär ”skriva om”.
Ett mRNA är en kopia av en gen
Hos en eukaryot organism finns majoriteten av allt DNA i cellkärnan och där sker också transkriptionen. Efter transkriptionen transporteras mRNA ut från cellkärnan via nukleära porer till cytosolen. Där tar ribosomerna över och använder den information som finns i mRNA för att tillverka det protein som genen kodar för.
mRNA är en 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 hos eukaryoter – steg för steg
Transkriptionen startar med att enzymet RNA-polymeras II rekryteras 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 hjälpa RNA-polymeras II binda till DNA.
Mer information finns på sidan Genuttryck och epigenetik.
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 ena strängen 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. Det krävs för att skydda den nytillverkade och instabila mRNA-molekylen från att brytas ner. Det möjliggör även själva transporten via porer i cellkärnans membran till cellens cytosol.
I det som kallas 3′ (tre prim) änden av mRNA monteras ett extra guanin (G). Det kallas för capping från engelskans cap som betyder skydd. I det som kallas 5′ änden (fem prim) monteras en längre sekvens med 60-200 adenin (A). Det kallas för polyadenylering.
Innan mRNA-molekylen är klar för transport och translation klipps alla introner i sekvensen bort via så kallad splitsning (splicing på engelska). För vissa mRNA klipps även sekvenserna för 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.
Transkription hos prokaryoter
Hos encelliga prokaryota organismer (bakterier och arkeér) saknas cellkärna och både transkription och translation sker därmed i cytosolen.
Hos bakterier binder RNA-polymeras direkt till genens promotor med hjälp av ett protein som heter sigmafaktor. Hos arkéer liknar transkriptionen den hos eukaryoter vilket kräver att transkriptionsfaktorn TFIID binder till promotorn för att aktivera RNA-polymeras II.
Translation – mRNA översätts till protein
Proteiner byggs upp av 20 olika aminosyror. I ett mRNA finns information om vilka aminosyror ska monteras ihop för att tillverka ett specifikt protein och i vilken ordning de ska sitta.
Tripletter av nukleotider översätts till aminosyror
Tre och tre översätts nukleotiderna i ett mRNA till en viss aminosyra. En triplett kallas för ett kodon. Till exempel översätts kodon AGC till aminosyran serin, och AAG till aminosyran lysin. Om dessa kodon följer varandra i mRNA (AGCAAG), sätts serin samman med lysin.
Baserat på ordningsföljden av kodon, sammanfogar ribosomerna aminosyror tills ett så kallat stopp-kodon (UAA, UAG eller UGA) kommer. Då avslutas proteintillverkningen.
Fler RNA-molekyler är viktiga för translation
Förutom mRNA är två andra RNA-molekyler viktiga för proteintillverkningen: transport-RNA (tRNA) och ribosomalt RNA (rRNA).
När ribosomen rör sig över mRNA-molekylen, ett kodon i taget och sammankopplar aminosyror, så överförs aminosyrorna med hjälp 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.
Ribosomerna består av protein och rRNA som utgör stora och lilla subenheten. Den lilla enheten läser av mRNA och bistår matchningen med rätt tRNA. Den stora enheten kopplar ihop aminosyrorna.
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 |
Uppdaterad 2025-10-13
