Ábra
Az anya és lányai hasonlóságát a közös gének magyarázzák. A géneknek kifejeződniük kell ahhoz, hogy kifejtsék hatásukat, és a fehérjék szabályozzák ezt a kifejeződést. Az egyik ilyen szabályozó fehérje, a cink-ujj fehérje (a cinkion kék, a fehérje piros), (tovább…)
A DNS és az RNS hosszú lineáris polimerek, az úgynevezett nukleinsavak, amelyek olyan információt hordoznak, amely generációról generációra továbbadható. Ezek a makromolekulák nagyszámú összekapcsolt nukleotidból állnak, amelyek mindegyike egy cukorból, egy foszfátból és egy bázisból áll. A foszfátokkal összekapcsolt cukrok közös gerincet alkotnak, míg a bázisok négyféleképpen változnak. A genetikai információt a nukleinsavlánc mentén elhelyezkedő bázisok ezen sorozata tárolja. A bázisoknak van még egy különleges tulajdonságuk: sajátos párokat alkotnak egymással, amelyeket hidrogénkötések stabilizálnak. A bázispárosodás eredményeként kettős spirál, egy két szálból álló spirális szerkezet jön létre. Ezek a bázispárokmechanizmust biztosítanak egy meglévő nukleinsavláncban lévő genetikai információ másolásához, hogy egy új láncot alkossanak. Bár az RNS valószínűleg az evolúció történetében már nagyon korán genetikai anyagként működött, minden modern sejt és számos vírus génjei DNS-ből állnak. A DNS replikációja DNS-polimeráz enzimek segítségével történik. Ezek a rendkívül specifikus enzimek a nukleinsavmintákról másolnak szekvenciákat, 100 millió nukleotidból kevesebb mint 1 hibaarányban.
A gének meghatározzák, hogy a sejtek milyen fehérjéket állítanak elő, de a DNS nem a fehérjeszintézis közvetlen mintája. A fehérjeszintézis sablonjai inkább az RNS (ribonukleinsav) molekulák. Különösen az RNS-molekulák egy osztálya, az úgynevezett hírvivő RNS (mRNS) a fehérjeszintézis információhordozó intermedierjei. Más RNS-molekulák, mint például a transzfer-RNS (tRNS) és a riboszomális RNS (rRNS), a fehérjeszintetizáló gépezet részei. A sejtszintetikus RNS minden formáját RNS-polimerázok szintetizálják, amelyek a DNS-sablonokból veszik az utasításokat. Ezt a transzkripciós folyamatot követi a transzláció, a fehérjék szintézise az mRNS-sablonok által adott utasítások szerint. Így a genetikai információ áramlása vagy a génexpresszió a normális sejtekben:
Az információáramlás a genetikai kódtól függ, amely meghatározza a DNS (vagy annak mRNS-átirata) bázissorrendje és a fehérjeaminosavak sorrendje közötti kapcsolatot. A kód minden szervezetben közel azonos: egy három bázisból álló, kodonnak nevezett sorozat egy aminosavat határoz meg. Az mRNS-ben lévő kodonokat a tRNS-molekulák szekvenciálisan olvassák, amelyek adaptorként szolgálnak a fehérjeszintézisben. A fehérjeszintézis riboszómákon történik, amelyek az rRNS-ek és több mint 50-féle fehérje összetett együttesei.
Az utolsó téma, amelyet meg kell vizsgálni, a legtöbb eukarióta gén megszakított jellege, amely intronoknak és exonoknak nevezett nukleinsav-szekvenciák mozaikja. Mindkettő átíródik, de az intronokat kivágják az újonnan szintetizált RNS-molekulákból, így az érett RNS-molekulák folyamatos exonokkal rendelkeznek. Az intronok és exonok létezése döntő jelentőséggel bír a fehérjék evolúciójára nézve.