Exam 4 Review - 03:17 (program) o Suggestedthats

Gene Expression and Regulation
03:17
DNA is the instructions (program) that tells the cell what to do
• Proteins are the results of those instructions
• The  study of metabolic defects provided evidence that genes lead to proteins
• This relationship was first proposed by Archibald
o Suggested that some metabolic disorders were caused by a blocked
pathway
o Inherited diseases were the result of the lack of an enzyme
o A Blockage in pathway not only stops the production of something we
need but it also may lead to the accumulation of something we don’t want.
o The suggestions of Garrod were confirmed in the 1930’s
 George Beadle and Edward Tatum conducted experiment with bread
mold, Neurospora crassa, and demonstrated that different mutants
(generated by x-rays) had the pathway of arginine (an amino acid)
synthesis blocked at different steps.
 Beadle and Tatum deduced that the 3 different mutant types each
lacked a different enzyme in the pathway which synthesizes arginine
 From these results they formulated the one gene-one enzyme
hypothesis
 DNA  RNA  Proteins
 Step 1-DNA to RNA
 This process is called transcription
 Transcription is the synthesis of RNA using DNA as a template
 The RNA is complementary to the DNA
 RNA that is synthesized from a gene coding for a protein is called
messenger RNA (mRNA)
 Differences between DNA and RNA
• 1. Sugar- deoxyribose (DNA) verses ribose (RNA)
• 2. Base thymine (DNA) is replaced by uracil (RNA)

 During transcription of a gene, only one strand (template strand) of
the DNA’s two strands is read
 Different genes use different strands as the template strand
 Step 2- RNA to protein
 This process is called translation
 Translation is the synthesis of a polypeptide directed by mRNA
 Why translation?
• Converting the language of nucleic acids into the language of
proteins
o 4 bases in nucleic acids
o 20 amino acids in proteins
 translation occurs on the ribosomes
 during translation, proteins are synthesized according to the genetic
message of sequential codons in the mRNA
 transfers RNA (tRNA) and ribosomal RNA (rRNA) acts as the
“interpreter” between the nucleotide “language” of mRNA and the
amino acid “language” of proteins
 In genetic code, a triplet of nucleotides specifies an amino acid
 Dictated by the math, since there are 4 nucleotides and 20 amino
acids
• 4 different nucleotides, combining as codons, which are 3 –
nucleotide sequences
• there could potentially be as many as 64 amino acids
•