จีโนม ฟังก์ชันทางชีวภาพและข้อมูลทางพันธุกรรม จะถูกเก็บไว้ในลำดับดีเอ็นเอ ที่เรียกว่ายีน และการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมนี้ รับประกันได้โดยการดำรงอยู่ของลำดับเบส ที่ประกอบด้วยไนโตรเจนเสริม ที่จริงแล้วในระหว่างกระบวนการถอดรหัส ข้อมูลทางพันธุกรรม สามารถถอดความไปเป็นสาย RNA เสริมได้อย่างง่ายดาย สังเคราะห์โปรตีนผ่านการแปลอีกทางหนึ่ง

เซลล์สามารถคัดลอกข้อมูลทางพันธุกรรมได้ง่ายๆ ผ่านกระบวนการ ที่เรียกว่า การจำลองแบบดีเอ็นเอ โครงสร้างจีโนม DNA ของยูคาริโอตตั้งอยู่ในนิวเคลียส และยังมี DNA ในไมโตคอนเดรีย และคลอโรพลาสต์ด้วย ดีเอ็นเอห่อหุ้มในนิวเคลียสของอวัยวะที่ผิดปกติ โดยไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์ในพลาสซึม ข้อมูลทางพันธุกรรมมีอยู่ในยีน ซึ่งเป็นหน่วยพันธุกรรม ที่อาจส่งผลต่อฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต

ยีนแต่ละตัวมีกรอบการอ่านแบบเปิด บริเวณที่สามารถถอดความในอาร์เอ็นเอ และขอบเขตของกฎระเบียบที่ประกอบด้วยโปรโมเตอร์ และเอนแฮนเซอร์ ในหลายสปีชีส์ มีเพียงส่วนเล็กๆ ของลำดับจีโนมเท่านั้น ที่สามารถถอดความและแปลได้ ยกตัวอย่างเช่น เพียง 1.5 เปอร์เซ็นต์ ของ”จีโนม”มนุษย์มีโปรตีนเข้ารหัสและอื่นๆ กว่า 50 เปอร์เซ็นต์ ของจีโนมมนุษย์

ในกรณีใดๆ ลำดับดีเอ็นเอที่ไม่ได้เข้ารหัสโปรตีน นอกจากนี้ ยังสามารถคัดลอกลงใน RNA ซึ่งมีส่วนร่วมในการควบคุมของการแสดงออกของยีน ลำดับที่ไม่เข้ารหัสบางอย่าง เป็นส่วนประกอบโครงสร้างของโครโมโซม เทโลเมียร์และเซนโทรเมียร์ ภูมิภาคมักจะมียีนน้อยมาก แต่พวกเขามีความจำเป็นสำหรับการทำงาน และความมั่นคงของโครโมโซม

การถอดความและการแปล ยีนคือลำดับดีเอ็นเอที่มีข้อมูลทางพันธุกรรม ที่อาจส่งผลต่อลักษณะฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิต ลำดับเบสของ DNA ในยีน สามารถใช้เป็นแม่แบบในการสังเคราะห์โมเลกุล RNA ได้ ในกรณีส่วนใหญ่ โมเลกุล RNA จะถูกแปลเป็นโพลีเปปไทด์ ซึ่งท้ายที่สุดจะเรียกว่า โปรตีน กระบวนการคัดลอกลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนไปยังสาย RNA เรียกว่า การถอดรหัสและเร่งปฏิกิริยาโดย RNA

เอ็นอาร์เอ็นเอ มีชะตากรรมที่แตกต่างกัน อันที่จริงโมเลกุลอาร์เอ็นเอบางตัวที่มีโครงสร้าง เช่น ที่พบในไรโบโซม หรือตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น ไรโบไซม์ ทำหน้าที่ อาร์เอ็นเอส่วนใหญ่อยู่ภายใต้กระบวนการเจริญเต็มที่ ถูกแปลเป็นโปรตีน กระบวนการแปลเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึม โดยที่ MRNA จับกับไรโบโซม และเป็นสื่อกลางโดยรหัสพันธุกรรม

ไรโบโซมช่วยให้อ่านโคดอน MRNA ได้ตามลำดับ ช่วยในการจดจำและปฏิสัมพันธ์กับ TRNA จำเพาะ ซึ่งมีโมเลกุลกรดอะมิโนที่สอดคล้องกับโคดอนแต่ละตัว รหัสพันธุกรรม คืออะมิโนกรด เป็นโปรตีนสำหรับใช้ในการสังเคราะห์โปรตีน โคดอนประกอบด้วย ลำดับของนิวคลีโอไทด์สามตัว เช่น ACU CAG UUU บน MRNA และทุกๆ สามนิวคลีโอไทด์ เกี่ยวข้องกับกรดอะมิโนจำเพาะ

ตัวอย่างเช่น ไทมีนซ้ำสามครั้งเข้ารหัสฟีนิลอะลานีน ด้วยตัวอักษรสามตัว คุณสามารถมีชุดค่าผสมที่แตกต่างกันได้ถึง 64 ชุด เนื่องจากมีแฝดสามที่เป็นไปได้ 64 ตัว และกรดอะมิโนเพียง 20 ตัวเท่านั้น รหัสพันธุกรรมจึงถือว่าซ้ำซ้อน หรือเสื่อมสภาพ กรดอะมิโนบางตัว สามารถเข้ารหัสได้โดยทริปเพล็ตที่แตกต่างกันหลายตัว แต่แฝดสามแต่ละตัว จะสอดคล้องกับกรดอะมิโนตัวเดียว

การจำลองแบบ DNA หมายถึง กระบวนการทำซ้ำของสายคู่ DNA ก่อนการแบ่งเซลล์ ผลของการทำซ้ำคือสายคู่หนึ่งสาย จะกลายเป็นสายคู่ที่เหมือนกันสองเส้น หากกระบวนการจำลองแบบปกติ และสายคู่แต่ละเส้น จะเหมือนกับสายคู่ดั้งเดิม กระบวนการนี้เสร็จสมบูรณ์ โดยใช้กลไกที่เรียกว่า การจำลองแบบกึ่งสงวนไว้ การจำลองแบบ สามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่อไปนี้

ระยะเริ่มต้น เกลียวเฮลิเคสจะแผ่โมเลกุลดีเอ็นเอของโครงสร้างเกลียวคู่ออกเป็นเกลียวเดี่ยว และไพรเมอร์จะจดจำตำแหน่งเริ่มต้น และใช้ชิ้นส่วนดีเอ็นเอ ที่ยังไม่ได้บิดเป็นแม่แบบ เพื่อสังเคราะห์สายอาร์เอ็นเอสั้นในทิศทาง แบบฟอร์มไพรเมอร์อาร์เอ็นเอ การสร้างชิ้นส่วนดีเอ็นเอบนพื้นฐานของไพรเมอร์ ที่ให้ปลายพอลิเมอเรสกระตุ้นการจำลองแบบพร้อมกันของ DNA สองสาย

ไฮโดรไลซิสของไพรเมอร์ RNA เมื่อ DNA ถูกสังเคราะห์ จนถึงความยาวที่แน่นอน DNA polymerase จะไฮโดรไลซ์ไพรเมอร์ RNA เพื่อเติมในช่องว่าง ดีเอ็นเอลิกาเซร่วมดีเอ็นเอ ในรูปแบบที่สมบูรณ์โมเลกุลดีเอ็นเอ ชิ้นส่วน DNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ จะถูกปรับรูปร่างเป็นเกลียว ด้วยความช่วยเหลือของไจราส

ปฏิสัมพันธ์กับโปรตีน หน้าที่ของ DNA ทั้งหมด ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์กับโปรตีนจำเพาะ การโต้ตอบเหล่านี้ อาจไม่เฉพาะเจาะจงหรือเฉพาะเจาะจงอย่างยิ่ง มีเอนไซม์จำนวนมาก ที่สามารถจับกับ DNA ได้ ในหมู่พวกเขา โพลีเมอเรสที่ทำซ้ำลำดับ DNA ในการถอดรหัส และการจำลองแบบของ DNA มีความสำคัญอย่างยิ่ง

ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง DNA และโปรตีนเนื้อเยื่อโปรตีนนี้ กรดอะมิโนขั้นพื้นฐาน สามารถเชื่อมโยงกับกลุ่มฟอสเฟต ที่เป็นกรดในดีเอ็นเอ โปรตีนที่จับกับดีเอ็นเอ โปรตีนที่มีโครงสร้างสามารถจับกับ DNA และเป็นตัวอย่างทั่วไปของปฏิกิริยาระหว่าง DNA กับโปรตีนที่ไม่จำเพาะ โปรตีนโครงสร้างในโครโมโซมรวมกับ DNA เพื่อสร้างสารเชิงซ้อน เพื่อให้ DNA จัดอยู่ในโครงสร้างโครมาตินที่มีขนาดกะทัดรัดและแข็งแรง

สำหรับยูคาริโอตโครมาติน เป็นการรวมกันของ DNA และโปรตีนพื้นฐานขนาดเล็ก ที่เรียกว่า โปรตีนเนื้อเยื่อโครงสร้างในโปรคาริโอตนี้ ผสมกับโปรตีนหลายชนิด DNA สามารถยึดติดกับพื้นผิวของโปรตีนเนื้อเยื่อ และพันรอบสองรอบเพื่อสร้างคอมเพล็กซ์รูปแผ่นดิสก์ ที่เรียกว่า นิวคลีโอโซม สารตกค้างพื้นฐานในโปรตีนเนื้อเยื่อ สามารถสร้างพันธะไอออนิก กับกระดูกสันหลังที่มีน้ำตาลฟอสเฟต ที่เป็นกรดของดีเอ็นเอ

ทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์ที่ไม่จำเพาะเจาะจงระหว่างทั้งสอง และแยกลำดับเบสในคอมเพล็กซ์ การดัดแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นกับสารตกค้างของกรดอะมิโนพื้นฐาน ได้แก่ เมทิลเลชั่น ฟอสโฟรีเลชั่น และอะซิติเลชั่น ผลกระทบทางเคมีเหล่านี้สามารถเปลี่ยนความเข้มของปฏิกิริยาระหว่าง DNA และโปรตีนในเนื้อเยื่อ

บทความอื่นๆที่น่าสนใจ > วิวัฒนาการ ของระบบสภาพแวดล้อมและโครงสร้างทางชีววิทยา