DNA koodaa proteiinin. Solusykli tekee tytärsolut.

CANCER GENOME

Biomedisiinisen tieteen ala on vahvasti suuntautunt selvittämään syövän genomia. Kun on saatu selvitttyä laajasti, miten syöpägenomi toimii, mitkä ovat sen yleiset säännöt, voidaan sitten tarkemmin kohdistua tähän pahaan tautiklusteriin tehokkaammalla strategialla.

Kuuntelin väitöstilaisuutta viime viikolla syövässä tapahtuneiden genomisten rakenteellisten muuntumisten laajasta analyysistä. Materiaali oli laaja.

Tähän väitöskirjaan kuului johdanto-osa joka antaa valaisevaa tietoa mistä ylipäätänsä väitöstyössä on kyse. Työhön sinänsä puutumatta tässä yhteydessä - se on hyvin korkeatasoinen ja tehty uusimmalla tekniikalla - teen muistiinpanoja johdannosta ja perustiedosta. Miten DNA kooda proteiinit ja miten solusyklissä tuottuu solusta kaksi tytärsolu.

Molekyylibiologia perusdogmin esitti jo Crick 1958:

• DNA koodista proteiiniksi

DNA varastoi ihmissoluissa kaiken geneettisen informaation.

DNA on lyhennys sanasta desoxyribonukleotiinihappo.

DNA koostuu miljardeista kemiallisista rakenneosista nukleotideistä (nt). (A-T ja C-G- pareista)

Replikaatio on mekanismi, jolla solu tuottaa kaksi identtistä kopiota solun DNA:sta. A vastaa T.tä ja C vastaa G.tä kopioissa. Samalla kun solu jakaantuu kahdeksi uudeksi tytärsoluksi , se jakaa molempiin yhden lähes identtisen DNA-kopion.

Tässä DNA:ssa on sektioita, joita sanotaan geeneiksi. Kaikki geenit ovat keskenään eri tavalla koostuneita nukleotidisekvenssejä. Nämä eri geenit sisältävät ohjeet, jolla solu voi tuottaa mitä erilaisimpia proteiineja.

Ensin solu kirjoittaa informaation DNA-koodistansa RNA-muotoon,( jos solu ensin  aktivoi jonkin geenin koodikohdan antamaan koodinsa  toteutettavaksi). Tämä vaihe on transkriptio.

RNA on myös nukleotideistä koostunut (ribonukleotiinihappo), mutta sillä on oma tietty nukleotidikoostumuksensa, joka erottaa sen DNA:sta. DNA käyttää nukleotidipareja A-T ja C-G, mutta RNA käyttää T.n sijasta yksinkertaisemmin koottavaa U- nukleotidia.

 RNA lähetetään tumasta sytoplasmaan ja siellä on ribosomikoneisto, joka voi tulkata RNA-koodin ja kääntää (translaatio) koodin aminohappokielelle.

Sitten sytoplasminen (solulimassa sijaitseva) koneisto muokkaa syntyneen aminohappoketjun (peptidin) rakenneproteiiniksi tai toiminnalliseksi proteiiniksi.

Proteiinit ovat solun fundamentaalinen komponentti. Joka proteiinissa yksi aminohappo voidaan heijastaa tieteen avulla takaisin juuriinsa, jotka sijaitsevat DNA-koodissa siten, että jokainen rakennehappo koodautuu kolmella nukleotidilla ja nämä koodimahdollisuudet on havaittu ja taulukoitu.

Koodi tavallaan  heijastuu monen ”peilikuvan kautta” aminohaposta takaisin koodiin:

Solulimassa apuna toimiva aminohapon kuljettaja  tRNA, transfer- RNA, hakee kolmella koodilla määritellyn aminohapponsa sytoplasmasta. Ribosomi lukee lähetetyn mRNA:n kolmen koodin järjestyksen ja kiinnittää peräkkäin oikeassa järjestyksessä etsityt vastaavat  ja löydetyt aminohapot peptidiksi.  mRNA kantaa mukanaan start- koodin ja stop-koodin.

Osa näistä aminohapoista ovat endogeenisia ja osa tulee ravinnosta essentiellisti. Rakenneminohappo, joita käytetään fundamentaaliseen proteiiniketjuun on 20 sellaista, joilla on omat koodit DNA:ssa sijaitsevassa geenissä.

 Aminohappolla on omat nimet, nimien lyhennykst ja lyhennysten lyhennyksenä vain pelkkiä kirjaimiakin käytetään.

Esimerkiksi glutamiinihappo , glu, E.

Löysin hyvän videon netistä: https://www.youtube.com/watch?v=bKIpDtJdK8Q

• SOLUSYKLI (Cell Cycle) kahdeksi uudeksi tytärsoluksi

Solusykli on tapahtumaketju - voisi miltei verrata luonnolliseen radioaktiivisuuteen ja uraanin hajoamiseen- se mene ”yhteen suuntaan”- se ei palaa. Solusykli kuuluu sen takia luonnontieteellisiin ilmiöihin, joista tuloksena on materiaalin lisääntyminen kuten myös epäorgaanisessa maailmassa materiaali lisääntyy alkuvoimaisesti - ja energian ja aineen relatiivinen tasapaino vallitsee.

Miten eukaryoottinen solu voi muokata tätä palautumatonta luonnon sykliä?

Solu voi edistää ja nopeuttaa sykliä tai solu voi pysäyttää eli jarruttaa sykliä tai sitten ohjelmoida olevan soluaineksen toisen käytön, solukuoleman, jolloin syntynyt materiaali käytetään toisella tavalla, hyödynnetään joko energiaksi tai uusiksi rakenneosiksi toisiin soluihin. Solu voi tietysti käydä lepotilaankin (G0 vaihe).

Eukaryoottinen solusykli, joka siis aina kulkee yhteen suuntaan, merkataan kirjaimilla G1, S, G2, M. G on lyhennys sanasta Gap. Siis: Gap1, synteesi, gap2 ja mitoosi.
G1 vaiheessa solu valmistelee materiaaliaan tekemään synteesiä. Siihen tarvitaan ravintoaineita, kasvutekijöitä ja kontrolli,että DNA vauriota ei ole. G1 chekpoint tarkistaa , että DNA saa laillistetun oikeutensa jakaantumiseen.

Siten S-faasissa sen DNA kaksinkertaistaa kromotidimäärän eli nyt sillä on ne 46 kromosomia edustettuna 92:lla kromatidilla. Se on nyt dsDNA- muodossaan ja siinä on kaksi miltei identtistä DNA:ta.

G2-vaiheessa solu valmista tätä materiaaliaan ja ravintoaineitaan siten, että se pystyy muuttumaan kahdeksi uudeksi tytärsoluksi, jossa on ne 46 kromosomia, mutta vielä ssDNA-muodossaan)
Kun kaikki on valmista mitoosiin ja G2 chekpont kontrolli on läpikäyty, alkaa M vaihe, tunnin kestävä  (profaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi ja sytokineesi) ja sen tuloksena on kaksi miltei identtistä tytärsolua, jolla on kummallakin sDNA (46 kromosomia edustettuna 46 kromotidilla)

G1 ja G2 vaiheet käsittävät useita kontrollikohtia, jossa soluvarmistaa, että se on ensinnäkin valmis nopeaan synteesitapahtumaan G1 tarkistuksen jälkeen ( nämä ovat kontrollikohdat ovat kuin asemia, pysäkkejä) ja sitten valmis jakaantumaan kahdeksi uudeksi soluksi G2-tarkistuksen jälkeen.
https://www.youtube.com/watch?v=gTZ_vj-HdzM
Tässä on hyvä selvitys video solusyklistä.

Muistiin 5.3.2018 kertausta peruskäsitteistä.
Lähde: http://hdl.handle.net/2077/54530

.