Ekspresja genów i biosynteza białek
Ekspresja genów to dwuetapowy proces przekształcania informacji zapisanej w DNA w funkcjonalne białko. Pierwszy etap to transkrypcja - przepisanie informacji z DNA na mRNA przy pomocy enzymu polimerazy DNA. Drugi etap to translacja, gdzie język nukleotydów zostaje przetłumaczony na język aminokwasów, tworząc białko.
W komórkach eukariotycznych (takich jak nasze) transkrypcja zachodzi w jądrze komórkowym, podczas gdy translacja odbywa się w cytozolu. Oznacza to, że mRNA musi zostać przetransportowane z jądra do cytoplazmy, zanim powstanie białko.
Ciekawe są modyfikacje potranskrypcyjne - po początkowej transkrypcji powstaje tzw. pre-mRNA, zawierające zarówno eksony (sekwencje kodujące), jak i introny (sekwencje niekodujące). W procesie modyfikacji introny są wycinane, a eksony łączone, tworząc dojrzałe mRNA gotowe do transportu i translacji.
Warto wiedzieć: Ekspresja genów nie kończy się na translacji! Po utworzeniu łańcucha polipeptydowego zachodzą jeszcze modyfikacje potranslacyjne, które nadają białku odpowiednią strukturę przestrzenną i czynią je aktywnym biologicznie.
Komórki potrafią regulować ekspresję genów, aktywując tylko te, które są niezbędne w danym momencie. Ta zdolność umożliwia różnicowanie się komórek (np. w neuron czy komórkę mięśniową) oraz reagowanie na zmiany w środowisku. Dzięki temu, mimo identycznego DNA, różne komórki mogą pełnić zupełnie odmienne funkcje.