Što je transkripcija u biologiji i kako se to događa

Život u obliku ugljika postoji zbog prisutnosti molekula proteina. i biosinteza proteina u stanici je jedina prilika za ekspresiju gena. No, za provedbu ovog procesa zahtijeva pokretanje brojnih procesa povezanih s "raspakiranjem" genetskih informacija, potragom za željenim genom, njegovim čitanjem i reprodukcijom. Izraz "transkripcija" u biologiji samo se odnosi na proces prijenosa informacija iz gena u RNA. To je početak biosinteze, tj. Izravna realizacija genetske informacije.

Čuvanje genetskih informacija

U stanicama živih organizama genetska informacija je lokalizirana u jezgri, mitohondriji, kloroplasti i plazmidi. Mitohondrije i kloroplasti sadrže neznatnu količinu životinjske i biljne DNA, dok se bakterijski plazmidi koriste kao mjesta za pohranu gena odgovornih za brzu prilagodbu uvjetima okoline.

U virusnim tijelima, nasljedne informacije se također pohranjuju kao RNA ili DNA polimeri. No, proces njegove provedbe također je povezan s potrebom transkripcija. U biologiji ovo Proces je od iznimne važnosti, budući da on vodi u realizaciju nasljednih informacija, potičući biosintezu proteina.

U životinjskim stanicama nasljedne informacije predstavljaju polimer DNA, koji je kompaktno upakiran unutar jezgre. Stoga, prije sinteze proteina ili očitavanja bilo kojeg gena mora proći nekoliko faza: odmotavanje kondenziranog kromatina i "otpuštanje" željenog gena, njegovo prepoznavanje pomoću enzimskih molekula, transkripcija.

U biologiji i biološkoj kemiji te su faze već proučavane. Oni vode sinteza proteina čija je primarna struktura kodirana u čitanom genu.

Transkripcijska shema u eukariotskim stanicama

Iako transkripcija u biologiji nije dovoljno proučena, njezin se slijed tradicionalno predstavlja kao shema. Sastoji se od inicijacije, izduženja i završetka. To znači da je cijeli proces podijeljen na tri komponente njezinih fenomena.

Inicijacija je kombinacija bioloških i biokemijskih procesa koji vode do početka transkripcije. Bit produljenja je nastavak rasta molekularnog lanca. Prestanak je skup procesa koji dovode do prekida sinteze RNA. Usput, u kontekstu biosinteze proteina, proces transkripcije u biologiji se obično identificira sa sintezom glasničke RNA. Na temelju toga, polipeptidni lanac će biti sintetiziran kasnije.

iniciranje

Inicijacija je najmanje istraženi mehanizam transkripcije u biologiji. Ono što je u smislu biokemije nepoznato. To jest, specifični enzimi odgovorni za provođenje transkripcije uopće se ne prepoznaju. Također su nepoznate intracelularne signale i metode njihovog prijenosa, što ukazuje na potrebu za sintezom novog proteina. Za citologiju i biokemiju to je temeljna zadaća.

produženje

Razdvajanje procesa inicijacije i produljenja u vremenu još nije moguće zbog nemogućnosti provođenja laboratorijskih studija koje bi potvrdile prisutnost specifičnih enzima i faktora okidanja. Stoga je ova granica vrlo uvjetna. Suština procesa izduženja svodi se na produljenje rastućeg lanca, sintetiziranog na temelju predloške DNA regije.

Vjeruje se da elongacija počinje već nakon prve translokacije RNA polimeraze i početka vezanja prvog kadona na početno mjesto RNA. Tijekom izduženja, čitanje kadona u smjeru 3'-5'-lanca događa se na lancu DNA stratificiranom i podijeljeno u dva lanca DNA. U isto vrijeme, rastući RNA lanac je dodan novim nukleotidima komplementarnim DNA predlošku regije. U isto vrijeme, DNK je "vezena" na širinu od 12 nukleotida, tj. 4 kadona.

Enzim RNA polimeraza kreće se uzduž rastućeg lanca, a "iza" njega dolazi do obrnutog "šivanja" DNA u dvolančanu strukturu s vraćanjem vodikovih veza između nukleotida. To djelomično odgovara na pitanje koji se proces naziva transkripcija u biologiji. Upravo je elongacija glavna faza transkripcije, jer se u njoj prikuplja tzv. Posrednik između sinteze gena i proteina.

završetak

Proces prekida u transkripciji eukariotskih stanica je slabo shvaćen. Do sada, znanstvenici su smanjili njegovu bit na zaustavljanje čitanja DNA na kraju 5'-a i vezanje grupe adeninskih baza na 3'-kraj RNA. Potonji postupak omogućuje stabilizaciju kemijske strukture dobivene RNA. U bakterijskim stanicama postoje dvije vrste završetka. To je Rho-ovisni i Rho-neovisan proces.

Prvi se odvija u prisutnosti Rho proteina i reducira se na jednostavan prekid vodikovih veza između DNA predloške regije i sintetizirane RNA. Drugi, neovisan o Rho, javlja se nakon pojave petlje s matičnim tkivom, ako iza nje stoji kombinacija baza uracila. Ova kombinacija dovodi do odvajanja RNA od DNA uzorka. Očito, terminacija transkripcije je enzimski proces, ali njegovi specifični biokatalizatori još nisu pronađeni.

Virusna transkripcija

Virusna tijela nemaju vlastiti sustav biosinteze proteina i stoga se ne mogu reproducirati bez iskorištavanja stanica. Ali virusi imaju vlastiti genetski materijal koji treba implementirati, kao i ugrađen u gene zaraženih stanica. Da bi to postigli, oni imaju određen broj enzima (ili iskorištavaju sustave staničnih enzima), koji ih prepisuju nukleinske kiseline. To jest, na temelju genetske informacije o virusu, ovaj enzim sintetizira analognu RNA. Ali to uopće nije RNA, već DNA polimer koji je komplementaran genima, na primjer, osobi.

To u potpunosti krši tradicionalna načela transkripcije u biologiji, što treba razmotriti na primjeru HIV virusa. Njegov enzim revertaze iz virusne RNA može sintetizirati DNA komplementarnu ljudskoj nukleinskoj kiselini. Proces sinteze komplementarne DNA na bazi RNA naziva se reverzna transkripcija. U biologiji je definicija procesa odgovorna za ugrađivanje nasljednih informacija o virusu u ljudski genom.