Usmjerenost (genetika)

Usmjerenost, u molekulskoj biologiji i biohemiji je hemijska orijentacija od kraja do kraja jednog lanca nukleinskih kiselina. U jednom lancu DNK ili RNK, hemijska konvencija imenovanja atoma ugljika u nukleotidnom šećernom prstenu znači da će postojati 5′ -kraj (obično se izgovara "pet prim kraj"), koji često sadrži fosfatnu grupu vezanu za 5' ugljik prstena riboze i 3'-end (obično se izgovara "tri prim kraj"), koji je tipski nemodificiran od supstituenta riboznog –OH. U dvostrukoj spirali DNK, niti se pružaju u suprotnim smjerovima, kako bi se omogućilo uparivanje baza između njih, što je neophodno za replikaciju ili transkripciju kodiranih informacija.^[1]

Nukleinske kiseline mogu se sintetizirati in vivo, u smjeru 5′-do-3′, jer se polimeraze koje okupljaju različite vrste novih lanaca uglavnom oslanjaju na energiju koja nastaje razlaganjem nukleozid-trifosfatnih veze za vezanje novih nukleozidnih monofosfata na 3′-hidroksil (–OH) grupu, putem fosfodiesterske veze. Relativni položaj struktura duž lanca nukleinske kiseline, uključujući I gen i razne proteine veznog mjesta, obično se opisuje ili kao uzvodno (prema 5'-kraju) ili nizvodno (prema kraju 3′). (Vidi takođe uzvodno i nizvodno.)

Usmjerenost je povezana, ali neovisna o smislenosti. Transkripcija jednolančane RNK iz dvolančane matrica DNK zahtijeva odabir jednog predloška (polu)lanca DNK kao lanca matrice koji izravno djeluje s novonastalom RNK zbog komplementarnosti sekvenci. Drugi lanac se ne kopira direktno, ali nužno će njegova sekvenca biti slična onoj u RNAK. Mjesta pokretanja transkripcije obično se javljaju na oba lanca DNK organizma i određuju mjesto, smjer i okolnosti pod kojima će se transkripcija dogoditi. Ako transkript kodira jedan ili (rijetko) više protein, prevođenje svakog proteina u ribosomima nastavit će se u smjeru od 5′ do 3′ i protezat će se od njegovog N-kraja do C-kraja. Naprimjer, u tipiskm genu, početni kodon (5′-ATG-3′) je sekvenca DNK unutar smislenog lanca. Transkripcija započinje na uzvodnom mjestu (u odnosu na smisleni lanac) i dok prolazi kroz regiju kopira 3′-TAC-5′ iz lanca predloška da bi proizvela 5′-AUG-3′ unutar informacijske RNK (iRNK). iRNK se skenira u riboomima s 5′ kraja, gdje startni kodon usmjerava ugradnju metionina (umjesto toga, bakterije, mitohondrije i plastidi koriste N-formilmetionin) na N-kraju proteina. Prema dogovoru, pojedinačni lanci sekvenci DNK i RNK zapisuju se u pravcu od 5′ do 3′, osim ako je potrebno za ilustraciju obrasca uparivanja baza.

1. ^ Harvey Lodish; Arnold Berk; Paul Matsudaira; Chris A. Kaiser (2004). Molecular Cell Biology (5th izd.). New York City: W.H. Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-4366-8.