Die Rolle der Desoxyribonukleinsäure oder DNA bei der Proteinsynthese ist die eines Bauplans. Es ist ein Leitfaden für die Struktur der produzierten Proteine. Ohne DNA würden die Ribosomen in einer bestimmten Zelle nicht wissen, in welcher Reihenfolge sie Aminosäuren einfügen sollen. DNA hat sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Zellen dieselbe Funktion, obwohl es feine Unterschiede gibt.
DNA ist eine Kette von Nukleinsäuren, die in zwei Polymere oder Stränge angeordnet sind. Jeder Strang hat eine Reihe von Aminosäuren, die sich mit einer gegenüberliegenden Aminosäure des anderen Polymers verbinden, um eine Struktur zu erzeugen, die wie die Leiter eines Fensterputzers aussieht. Die Reihenfolge der Aminosäuren ist eine genetische Karte von Informationen, die der Zelle sagt, wie sie zu strukturieren ist und wie sie sich zu einem größeren Organismus verbinden soll. Die Informationen werden direkt zum Aufbau von Zellbestandteilen wie Ribonukleinsäure (RNA) und Protein verwendet.
Das Vorhandensein von DNA bei der Proteinsynthese ist von entscheidender Bedeutung. Die Proteinsynthese ist der Vorgang, bei dem ein neues Protein innerhalb einer Zelle erzeugt wird. Der gesamte Prozess findet innerhalb eines Ribosoms, einer Art Proteinfabrik, innerhalb einer Zelle statt. Freie Ribosomen in eukaryotischen Zellen und alle Ribosomen in prokaryotischen Zellen synthetisieren Proteine im Zytoplasma.
Der Proteinsyntheseprozess umfasst viele Schritte. Die Verwendung von DNA während der Proteinsynthese findet in der ersten Stufe statt, die als Aminosäuresynthese bezeichnet wird. Die zweite Phase wird Transkription genannt, und in der letzten Phase übersetzt das Ribosom die Informationen in Protein.
Ein Protein namens Helikase spaltet bei der Proteinsynthese beide Polymere der DNA auf. Einer der Stränge enthält den Proteinbauplan, den die Zelle benötigt. Dieser Strang wird in Boten-RNA (mRNA) kopiert, wenn die mRNA so organisiert ist, dass sie aus den entgegengesetzten Aminosäuren besteht, die im kopierten DNA-Abschnitt vorhanden sind.
Die mRNA leitet die Informationen dann an das Ribosom weiter. Das Ribosom wird die mRNA so verarbeiten, dass es den Aminosäurecode unter Verwendung der Gegensätze zu denen in der mRNA übersetzt, wodurch die Kette in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt. Daraus stellt das Ribosom Proteine her.
Organismen sind nicht in der Lage, alle Aminosäuren zu synthetisieren. Weltweit sind etwa 20 Aminosäuren bekannt, und der Mensch kann etwa 12 davon synthetisieren. Der Rest wird über Nahrung und manchmal auch durch Trinken aufgenommen.
Die prokaryontische Zelle wird DNA bei der Proteinsynthese direkt in mRNA umwandeln. Eukaryontische Zellen transkribieren die DNA jedoch zuerst in heterophile nukleäre RNA (hnRNA). Diese hnRNA entsteht, wenn der Polymerabschnitt mit 7-Methyl-Guanosin und einem Poly-A-Schwanz verschlossen wird. Die Zelle wandelt dann hnRNA in mRNA um.