Příklad - Transkripce, přepis z DNA do RNA

Zadání 1:

Máte zadaný úsek vlákna DNA. Dopište k zadanému vláknu komplementární vlákno RNA.

3' C A T T G A G T 5'

Řešení:

Teorie je uvedena především v kapitole Transkripce.

V molekule RNA se nevyskytuje pyrimidinová báze thymin. Místo ní v RNA nacházíme pyrimidinovou bázi uracyl, který je rovněž komplementární k adeninu.

Přepis genetické informace z DNA do RNA provádí enzym DNA dependentní RNA polymerasa. Je důležité si uvědomit, že polymerasa čte matrici (vlákno DNA) ve směru 3' → 5', zatímco syntéza RNA řetězce probíhá ve směru 5' → 3'.

Geny jsou umístěny na obou vláknech DNA. Pro konkrétní gen je však vždy směrodatná pouze správně polarizovaná sekvence jednoho vlákna. Z hlediska jednoho přepisovaného genu můžeme vlákna dvoušroubovice DNA rozdělit na kódující vlákno a pracovní vlákno.

Kódující (též paměťové či pozitivní) vlákno má stejnou sekvenci (pouze místo T je U) jako výsledná mRNA, která vzniká transkripcí tohoto genu. Je jasné, že toto vlákno nemůže sloužit jako matrice pro přepis do RNA. Úlohu matrice zastává druhé vlákno - tzv. pracovní (antikódující či negativní). Toto vlákno má tudíž komplementární sekvenci k syntetizované mRNA.

Pro přepis z DNA do RNA si proto musíme uvědomit jednak které vlákno je pracovní a jednak se ujistit o jeho polaritě (rozdíl mezi směrem čtení matrice a syntézy RNA je uveden výše).

V tomto jednodušším typu příkladu uvažujeme, že uvedené vlákno je rovnou vlákno pracovní a my pouze provedeme přepis dle komplementarity bází.

Výsledek:

3' C A T T G A G T 5' DNA - pracovní vlákno

5' G U A A C U C A 3' mRNA

Zadání 2:

Máte zadané paměťové vlákno DNA. Napište sekvenci mRNA, vzniklé transkripcí tohoto genu.

5' C A T T G A G T 3'

Řešení:

Nabízí se nám dvě možná řešení. První řešení je rychlejší - vzhledem k tomu, že jde o vlákno paměťové (má stejnou sekvenci jako mRNA - viz výše), stačí přepsat tuto sekvenci a všechna T nahradit za U. Polarita zůstane zachována (Paměťové vlákno DNA je orientováno stejně jako vzniklé vlákno mRNA).

Druhé řešení je pomalejší, ale kompletnější. K paměťovému vláknu nejprve doplníme komplementární řetězec pracovního vlákna (pozor na polarizaci - bude obrácená) a podle něj teprve opět dle komplementarity doplníme vlákno mRNA. Nezapomeneme opět správně označit polaritu takto vzniklého řetězce. Tomuto řešení se nevyhneme, pokud je i sekvence pracovního vlákna vyžadována jako součást řešení příkladu.