Kaj je transkripcija v biologiji in kako se to dogaja

Življenje v obliki ogljika obstaja zaradi prisotnosti beljakovinskih molekul. In biosinteza beljakovin v celici je edina priložnost za izražanje genov. Ampak za izvajanje tega procesa zahteva začetek številnih procesov, povezanih z "razpakiranja" genetskih informacij, iskanje želenega gena, njegovo branje in razmnoževanje. Izraz "transkripcija" v biologiji se nanaša le na postopek prenosa informacij iz gena v RNA. To je začetek biosinteze, tj. Neposredne realizacije genetskih informacij.

Shranjevanje genetskih informacij

V celicah živih organizmov so genetske informacije lokalizirane v jedru, mitohondrijih, kloroplastih in plazmidih. Mitohondrije in kloroplasti vsebujejo neznatno količino živalske in rastlinske DNA, medtem ko se bakterijski plazmidi uporabljajo kot mesta shranjevanja genov, ki so odgovorni za hitro prilagajanje okoljskim razmeram.

V virusnih telesih so dedne informacije shranjene tudi kot RNA ali DNA polimeri. Toda proces njegovega izvajanja je povezan tudi s potrebo prepisov. V biologiji to Postopek je izjemnega pomena, saj je tisti, ki vodi do udejanjanja dednih informacij in sproži biosintezo beljakovin.

V živalskih celicah je dedna informacija predstavljena s polimerom DNK, ki je kompaktno zapakiran znotraj jedra. Zato je treba pred sintezo beljakovine ali branja katerega koli gena opraviti nekatere faze: odvijanje kondenziranega kromatina in "sproščanje" želenega gena, njegovo prepoznavanje z encimskimi molekulami, transkripcijo.

V biologiji in biološki kemiji so bile te faze že preučene. Privedejo do sintezo beljakovin primarna struktura katere je bila kodirana v prebrani gen.

Transkripcijska shema v evkariontskih celicah

Čeprav transkripcija v biologiji ni bila dovolj raziskana, je njeno zaporedje tradicionalno predstavljeno kot shema. Sestoji iz začetka, raztezka in zaključka. To pomeni, da je celoten proces razdeljen na tri komponente njegovega pojava.

Iniciacija je kombinacija bioloških in biokemičnih procesov, ki vodijo do začetka transkripcije. Bistvo raztezka je nadaljevanje rasti molekularne verige. Prenehanje je niz procesov, ki vodijo do prekinitve sinteze RNA. Mimogrede, v kontekstu biosinteze beljakovin se proces transkripcije v biologiji običajno identificira s sintezo glasbene RNA. Glede na to bo polipeptidna veriga kasneje sintetizirana.

Začetek

Iniciacija je najmanj raziskan mehanizem transkripcije v biologiji. Kaj je v smislu biokemije ni znano. To pomeni, da se specifični encimi, odgovorni za izvajanje transkripcije, sploh ne prepoznajo. Prav tako niso znani intracelularni signali in metode za njihov prenos, ki kažejo na potrebo po sintezi novega proteina. Za citologijo in biokemijo je to temeljna naloga.

Raztezek

Ločevanje postopka začetka in podaljšanja v času še ni mogoče zaradi nezmožnosti izvedbe laboratorijskih študij, ki bi potrdile prisotnost specifičnih encimov in sprožilnih dejavnikov. Zato je ta meja zelo pogojna. Bistvo procesa raztezka se zmanjša na raztezek rastoče verige, sintetizirane na podlagi predela DNA.

Domneva se, da se raztezek začne že po prvi translokaciji RNA polimeraze in začetku pritrditve prvega kadona na začetno mesto RNA. V času raztezka pride do črtanja kadona v smeri 3'-5'-verige na verigi DNA, ki je stratificirana in razdeljena na dva dela DNA. Istočasno se rastoča veriga RNA dodaja z novimi nukleotidi, komplementarnimi regiji DNA vzorca. Istočasno je DNK »vezena« na širino 12 nukleotidov, to je 4 kadone.

Encim RNA-polimeraza se giblje vzdolž rastoče verige, "za njim" pa se z obnovo vodikovih vezi med nukleotidi pojavlja obratno "šivanje" DNK v dvoverižno strukturo. To delno odgovarja na vprašanje, kateri proces se imenuje transkripcija v biologiji. Glavna faza transkripcije je raztezek, ker se v njem zbira tako imenovani mediator med gensko in proteinsko sintezo.

Odpoved

Postopek prekinitve v transkripciji evkariontskih celic je slabo razumljen. Doslej so znanstveniki zmanjšali njegovo bistvo za zaustavitev branja DNK na koncu 5'in vezavo skupine adeninskih baz na 3'-konec RNA. Slednji postopek omogoča stabilizacijo kemijske strukture dobljene RNA. V bakterijskih celicah obstajata dve vrsti prekinitev. To je neodvisen od Rho in neodvisen od Rho procesa.

Prvi poteka v prisotnosti Rho proteina in se zmanjša na preprost razpad vodikovih vezi med regijo DNA vzorca in sintetizirano RNA. Drugi, neodvisen od Rho, se pojavi po pojavu zanke, če za njo obstaja kombinacija baz uracila. Ta kombinacija vodi do ločitve RNA iz DNA vzorca. Očitno je, da je transkripcijska prekinitev encimski proces, vendar njegovi specifični biokatalizatorji še niso najdeni.

Virusna transkripcija

Virusna telesa nimajo svojega sistema biosinteze beljakovin in se zato ne morejo razmnoževati brez izkoriščanja celic. Vendar imajo virusi lasten genski material, ki ga je treba izvesti, kot tudi vgrajene v gene okuženih celic. Za to imajo številne encime (ali izkoriščajo celične encimske sisteme), ki jih prepišejo nukleinske kisline. To pomeni, da na podlagi genetske informacije o virusu ta encim sintetizira analog RNA sporočil. Ampak to sploh ni RNA, ampak DNA polimer, ki je komplementaran genom, na primer osebi.

To popolnoma krši tradicionalna načela transkripcije v biologiji, ki jih je treba upoštevati na primeru virusa HIV. Njen revertazni encim iz virusne RNA lahko sintetizira DNA komplementarno človeški nukleinski kislini. Proces sinteze komplementarne DNA na osnovi RNA imenujemo reverzna transkripcija. V biologiji je definicija procesa, ki je odgovoren za vključitev dednih informacij o virusu v človeški genom.