4. Geenit ohjaavat proteiinien rakentumista

Proteiinit ovat solujen toiminnan kannalta keskeisimpiä molekyylejä


Proteiineja tarvitaan moneen tehtävään:

                 Entsyymit, esimerkiksii ruuansulatusentsyymit.

                 Varastoproteiinit, esim. kananmunan valkuainen

                 Kuljetusproteiinit, esim. hapen kuljetus veressä, hemoglobiini

                 Supistuvat proteiinit, esim. lihasten aktiini ja myosiini

                 Suojaproteiinit, esim. vasta-aineet

                 Hormonit, esim. kasvunsäätely, kasvuhormoni

                 Rakenneproteiinit, esim. sidekudokset, solukalvon rakenneosa

                 Reseptoriproteiinit, esim. viestin vastaanotto

Proteiinit rakentuvat aminohapoista

-Proteiinit ovat orgaanisia molekyylejä, joita solut valmistavat aminohapoista solulimassaan.

-Aminohapot rakentuvat hiili-, happi-, vety, typpi- ja joskus myös rikkiatomeista.

Proteiinien rakennusohjeet ovat tumassa

-Esitumallisilla eli arkeilla ja bakteereilla ei ole selvä tumaa, vaan niiden perintöaines sijaitsee solulimassa.

-Jakautuvissa soluissa voidaan saada näkyviin tumassa oleva perintöaines.

-Suurimman osan solun elinkaaresta perintöaines on ohuena rihmana, kromaattina, joka ei erotu mikroskoopilla.

-Kun tuma jakautuu, perintöaines pakkautuu ja kiertyy mikroskoopilla nähtäviksi kromosomeiksi, tuman sisällä voidaan nähdä tumajyvänen.

Proteiinien rakentamisessa tarvitaan nukleiinihappoja

-Soluissa on kahta erilaista nukleiinihappoa. DNA eli deoksiribonukleiinihappo sisältää yksilön vanhemmiltaan perimän perintöaineksen.

-Kromosomit rakentuvat DNA:sta ja proteiineista. 

-Toinen solujen sisältämä nukleiinihappo on RNA eli ribonukleiinihappo.

-DNA:n toiminnan kannalta olennaisia ominaisuuksia: 1) Se voi sisältää informaatiota, 2) se pystyy tekemään itsestään kopioita, 3) sen sisältämä informaatio voi muuttua. Nämä kaikki ovat evoluution tärkeitä askelia, kun elämä kehittyy maapallolla.

-DNA.n kemiallista rakennetta voidaan verrata tikapuihin, jotka ovat kiertyneet spiraalille. Tikapuiden pystypuita vastaa sokeriosasta ja fosfaatista muodostunut runko. Poikkipuolat muodostuvat neljästä erilaisesta emäsosasta.

-Nukleotidi on DNA:n rakenneyksikkö. Se koostuu sokerista, fosfaattiryhmästä ja yhdestä orgaanisesta emäksestä.

-DNA:n neljä emästä ovat adeniini, sytosiini, guaniin ja tymiini.

-Sokeri-fosfaattirunko on aina samanlainen; sokeriosana toimii deoksiriboosi.

-Adeniini ja tymiini muodostavat parin, samoin guaniini ja sytosiini.

-RNA:n sokeriosan rakenne on erilainen kuin DNA:n, sillä siinä on riboosisokeria. Nukleotidien emäsosat ovat mutten samanlaiset, mutta tymiinin paikalla on urasiili. Lisäkni se on myös yleensä yksijuosteinen molekyyli.

-RNA voidaan jakaa kolmeen erilaiseen tyyppiin: lähetti-RNA, siirtäjä-RNA ja ribosomi-RNA.

-RNA:n päätehtävä on proteiinien rakentaminen solulimassa.

-DNA sisältää ohjeen kaikkien näiden RNA-molekyylien muodostamiseen.

Geeni on jakso DNA:ta

-Geenit ovat DNA-molekyylin toiminnalsia jaksoja.

-Geeni sisältää ohjeen, jonka perusteella voi eri vaiheiden jälkeen muodostua usean aminohapon mittainen ketju, josta sitten rakentuu tietty proteiini.

Proteiinit syntyvät DNA:n ohjeen mukaan

-Kaikissa elävissä soluissa syntyy ja hajoaa proteiineja jatkuvasti.

-Aminohappoja eli proteiinien erilaisia rakenneosia on vain 20.

Lähetti-RNA rakentuu DNA:n ohjeen mukaan

-Proteiinisynteesi=tapahtumaketju, jossa proteiinit syntyvät. Se tapahtuu solulimassa ribosomien pinnalla, DNA:n ohjeen mukaan.

-Tumallisilla soluilla DNA ei poistu tumasta, vaan tiedon proteiinien rakennuspaikalle solulimaan vieviestiviejä eli lähetti-RNA.

Lähetti-RNA vie DNA:n viestin solulimaan

-Lähetti-RNA:t siirtyvät tumahuokosten kautta solulimaan, jossa on myös siirtäjä-RNA:ta ja ribosomeja.

-Lähetti sisältää DNA:sta kopioidun ohjeen proteiinin rakentamiseksi.


Proteiinien valmistus tapahtuu ribosomien pinnalla

-Solulimaan tullut lähetti-RNA tarttuu alkupäästään ribosomiin, joka liukuu lähettiä pitkin, kunnes saavuttaa aloituskolmikon.

-Lähetti-RNA:n tuoman viestin tulkintaan tarvitaan solulimassa olevia RNA-molekyylejä.


Aminohappoketju vaatii yleensä muokkaamista

-Aminohappoketju ei vielä ole valmis proteiini, valmis tulee vasta kun se on saanut kolmiulotteisen rakenteensa.

-Proteiinin aminohappojärjestys vaikuttaa siihen, millainen proteiinin kolmiulotteinen rakenne on.