Denna bloggserie är skriven av Yael, vår nya DNA-expert på MyHeritage.
I det senaste inlägget av DNA Basics-serien beskrev vi DNA-strukturen. För att sammanfatta kortfattat: DNA är bruksanvisningen till var och en av oss.
Nukleotider är bokstäverna;
Satser av tre på varandra följande nukleotider som kallas kodoner är orden;
Grupper av kodoner som kallas gener är meningarna och kromosomer är kompletta volymer av 23-volymsmanualen – en utgåva ärvt från varje förälder.
Men vem läser allt detta? Vem utför faktiskt de instruktioner som skrivits där?
Observera: Det här kapitlet går lite in i molekylära detaljer, men om du har tålamod, så kommer du få en väldigt solid grund för att förstå hur DNA-produkter fungerar, från etnicitetstestning, för att hitta biologiska föräldrar eller barn, och mycket mer.
RNA
Ribonukleinsyra (RNA) liknar DNA på många sätt. Det är också en molekyl som består av 4 nukleotider – A, U, G och C.
A och U är komplementära, precis som A och T är i DNA, och G och C är komplementära som i DNA. RNAs huvuduppgift är att läsa DNA. Tänk på DNA som den ursprungliga uppsättningen instruktioner skrivna i bläck, och RNA är anteckningarna med blyertspenna. RNA kopierar delar av DNA – en process som kallas transkription, som delvis sammansätter proteiner baserat på dessa anteckningar – denna process kallas översättning.
RNA-reglering
RNA är instabilt. Så snart proteinet är monterat raderas anteckningarna, dvs RNA-molekylen faller isär. Denna instabilitet hos RNA är en viktig egenskap eftersom så länge RNA står stilla , kommer fler och fler proteiner att samlas (DNA-uttryck). Genom att falla sönder relativt snabbt kan RNA reglera hur mycket protein som översätts. Om mycket protein behövs transkriberas fler RNA-molekyler från samma DNA-del, vilket leder till översättningen av många proteiner.
RNA genomgår alternativ skarvning. Ett annat sätt som RNA reglerar utförandet av instruktionerna i DNA-handboken, är genom en mekanism som kallas alternativ skarvning. Detta innebär att en enda instruktion i DNA kan transkriberas till RNA och sedan, före översättning, kan olika sektioner raderas eller skäras ut; De återstående sektionerna `sys` sedan ihop.
Kredit: Agatham
För att fungera behöver våra kroppar många olika typer av proteiner. Om varje enskilt protein hade sin egen instruktion skulle vi ha mycket mer DNA än de 3 miljarder nukleotidpar som vi redan har! Det finns en gräns för hur mycket material som kan förvaras och underhållas. Om varje del av DNA dock bara kan producera ett enda protein, skulle vi inte ha alla proteiner som vi behöver för att utföra viktiga funktioner. Det faktum att mellanhanden mellan DNA och proteiner, RNA, kan redigeras, är en genial lösning.
Typer av RNA
Låt oss titta närmare på två typer av RNA: mRNA och tRNA.
mRNA är ”anteckningar i blyertspenna” som vi beskrev ovan. Det är RNA som ser nästan identiskt ut med en original del av DNA, och som efter översättning demonteras relativt snabbt.
tRNA är en speciell typ av RNA som läser mRNA och samlar proteinet. Det finns 20 möjliga aminosyror som används för att bygga upp proteiner. Var och en av aminosyrorna känns igen av en unik tRNA-molekyl. Varje grupp av 3 nukleotider – kodoner – känns igen av ett tRNA, vilket tillför respektive aminosyra till växlingskedjan tills hela proteinets längd har samlats.
Proteiner
När proteinerna är monterade, går de igenom några ytterligare modifieringar, som att de viks på rätt sätt. Sedan transporteras de till var som helst inom eller utanför cellen som de är avsedda för att utföra den ursprungliga instruktionen.
Om misstag görs och proteinet visar sg vara fel, bortskaffas det i cellulära skräpburkar som kallas proteasomer. Annars går det dit det ska för att göra sitt jobb.
Variabilitet över etniciteter
Intressant nog, så skiljer sig i vissa fall genuttryck eller proteinnivåer mellan etniciteter.
För att ge dig en MyHeritage etnicitetsuppskattning, läser vi ditt DNA och producerar en datafil med informationen. Vi läser inte alla delar av ditt DNA, vilket uppgår till cirka 3 miljarder punkter. Detta är en dyr metod som kallas sekvensering av arvsmassa (eller genomesekvensering), och för närvarande är denna metod reserverad för specifika kliniska och forskningsapplikationer. I stället fokuserar vi på att läsa cirka 700 000 punkter i ditt DNA som är känt att variera mellan individer och kallas enkla nukleotidpolymorfismer (SNPs, uttalade ”snips”). Denna metod kallas genotyping och den producerar en datafil som listar varje SNP som vi läser, dess position i ditt DNA och de två allelerna (genvarianterna) vi hittade där (dvs A, T, G eller C som du har ärvt från varje förälder). Genom att analysera dina genotyper för vissa SNP, kan vi uppskatta vilken procentandel av ditt DNA som är från varje etnicitet.
Allelfrekvensen hos vissa SNP, t ex hur sannolikt du ska ha en A eller en T i givna positioner, är associerad med olika etniciteter. Vissa SNP är associerade med hur mycket av en viss gen tenderar att uttrycka. För att ge ett exempel finns det ett specifikt protein som generellt finns i olika mängder hos brittiska kaukasiska människor jämfört med jamaicanskt folk på grund av olika, etnicitetsrelaterade genotyper.
Dogmen
Processen av genuttryck – från DNA till RNA till proteiner – kallas ”Dogmen” av forskare. Om du har följt DNA-basics bloggserie, har du nu ett utmärkt grepp om DNA-essenser. Vi hoppas att du kommer att följa oss när vi fortsätter att utforska intressanta DNA-koncept under de närmaste månaderna.
