6. Den genetiska koden

Arvsmassan finns hos eukaryoterna i huvudsak i cellkärnan. Den består av nukleinsyran DNA och är packad i s.k. kromosomer. DNA är en dubbelsträngad molekyl och är uppbyggd av två antiparallella socker-fosfat-strängar som hålls ihop med s.k. baser - adenin, tymin, cytosin och guanin. En viss sekvens av baser på DNA-strängen kallas för en gen och den kodar för den andra nukleinsyran RNA. RNA är enkelsträngad och finns i olika varianter, men alla är på något sätt involverade i cellens framställning av proteiner, dvs. i proteinsyntesen.

Proteinsyntesen börjar med att genens bassekvens kopieras till en mRNA-molekyl. Denna kopia förflyttas ut till ER eller cytoplasman och fäster vid en ribosom. Ribosomen (rRNA) har också bildats inne i cellkärnan utgående från en egen genritning. Till ribosomen kommer också tRNA med aminosyror som ska kopplas ihop och bilda en polypeptid, dvs. förstadium till ett protein. tRNA har också bildats inne i cellkärnan. Som vi märker bildas allt RNA inne i cellkärnan, utgående från egna gener i DNA. Proteinsyntesen fortsätter med att ribosomen glider framåt längs mRNA och avläser det så att tRNA-molekyler kan fästa sig tillfälligt stegvis vid mRNA. Detta innebär att de aminosyror som de olika tRNA bär med sig binds vid varandra till en lång aminosyrasträng. Då ribosomen kommer till slutet av mRNA stoppas tillväxten av aminosyrakedjan. Proteinsyntesen avslutas med att denna polypetidkedja veckas och spiraliseras till en färdig proteinmolekyl.

En gen har olika delar som reglerar genaktiviteten (genexpressionen). Främre delen av genen består av en förstärkardel, TATA-box och en promotor. Efter dessa kommer genens kodande del, den som alltså kodar för RNA. Till reglerdelen binder olika proteiner, s.k. transkriptionsfaktorer, och enzymer som antingen aktiverar eller inaktiverar kopieringen av den kodande delen. Transkriptionsfaktorerna är en del av genregleringen, men mRNA kan också bearbetas och t.o.m. förstöras av enzymer efter att det bildats i cellkärnan. Bearbetningen möjliggör också att en och samma gen kan koda för flera olika proteiner, och nedbrytningen av mRNA stoppar hela proteinsyntesen. Till och med yttre faktorer som hormoner, läkemedel, gifter etc. kan påverka proteinsyntesen. Den inriktning inom molekylärbiologin som studerar denna sekundära genreglering kallas för epigenetik.