transkripcija

Process transkripcija Bioloģijā tas ir saistīts ar DNS virknes sadaļas replicēšanas procesu RNS virzītājā (mRNS). Pēc tam mRNS satur nukleīna bāzes secību, kas ir komplementāra ar DNS daļu. Sekojošā transkripcija notiek visos eukariotos, ieskaitot cilvēkus, šūnas kodolā, bet sekojošā translācija, mRNS translācija citoplazmā noteiktā olbaltumvielā notiek ribosomās.

Kas ir transkripcija?

Transkripcijas process ir ģenētiskās informācijas pārvēršanas olbaltumvielās pirmais posms. Pretstatā replikācijai nav visa genoma kopijas izgatavošana, bet tikai noteiktas DNS virknes daļas.

Noteiktā DNS virknes sadaļā saite ar tās komplementāro daļējo virkni dubultā spirālē vispirms tiek pārtraukta, pārraujot ūdeņraža saites. Brīvo RNS nukleotīdu pievienošana kopējamajam apgabalam rada jaunu papildinošu sadaļu, kas tomēr sastāv no ribonukleīnskābēm un nevis dezoksiribonukleīnskābēm kā DNS.

Iegūtais RNS segments ir praktiski DNS segmenta darba kopija un tiek saukts par Messenger RNS (mRNA). MRNS, kas rodas šūnas kodolā, sašķeļas no DNS un tiek transportēts caur šūnas kodola membrānu citosolā, kur notiek translācija, RNS kodonu pārvēršana atbilstošajā aminoskābju secībā, t.i., olbaltumvielu sintēze.

Triju (tripletu) nukleobāžu secības uz mRNS, ko sauc par kodoniem, nosaka vienu aminoskābi. Saskaņā ar mRNS kodonu secību, izmantojot peptīdu saites, atbilstošās aminoskābes tiek samontētas polipeptīdos un olbaltumvielās.

Funkcija un uzdevums

Bioloģijā transkripcija pilda pirmo no diviem galvenajiem procesiem, kas ģenētisko informāciju, kas atrodas kā DNS nukleobāzu secība, pārvērš olbaltumvielu sintēzē. Ģenētiskā informācija sastāv no trīs, tā saukto tripletu vai kodonu sekvencēm, no kurām katra apzīmē aminoskābi.Dažas aminoskābes var definēt arī ar dažādiem kodoniem.

Transkripcijas funkcija sastāv no mRNS virknes veidošanas, kuras nukleobāzes - šajā gadījumā ribonukleīna bāzes, nevis dezoksiribonukleīna bāzes - atbilst izteiktā DNS segmenta komplementārajam modelim. Tādējādi radītā mRNS atbilst sava veida ekspresētā gēna segmenta negatīvajam šablonam, ko var izmantot kodētā olbaltumvielas atsevišķai sintēzei un pēc tam atkal pārstrādāt.

Otrais galvenais process ģenētiskās informācijas pārvēršanai specifiskos proteīnos ir translācija, kuras laikā aminoskābes tiek savērtas kopā pēc mRNS kodēšanas, veidojot olbaltumvielas un peptidiski savienotas viena ar otru.

Transkripcija ļauj selektīvi nolasīt ģenētisko informāciju un transportēt to kā papildu kopijas no šūnas kodola uz citosolu un neatkarīgi no attiecīgā DNS segmenta veidot olbaltumvielas.

Viena no transkripcijas priekšrocībām ir tā, ka vienas DNS virknes daļas var ekspresēt mRNS ražošanai bez visa gēna pakļaušanas pastāvīgām fizioloģiskām izmaiņām un tādējādi pastāv risks, ka tā īpašības var mutēties vai kā citādi mainīties.

Vēl viena transkripcijas priekšrocība ir tā sauktā splicēšana un citi mRNS apstrādes veidi. Savienošanas process vispirms atbrīvo mRNS no tā saucamajiem introniem, no nefunkcionējošajiem kodoniem, kuri nekoda aminoskābes. Turklāt adenīna nukleotīdus var piestiprināt mRNS, izmantojot fermenta poli (A) polimerāzi.

Cilvēkiem, tāpat kā citiem zīdītājiem, šis piedēklis, ko sauc par poli (A) asti, sastāv no apmēram 250 nukleotīdiem. Poli (A) aste saīsinās, palielinoties mRNS molekulas vecumam, un nosaka tās bioloģisko pusperiodu. Pat ja ne visas poli (A) astes funkcijas un uzdevumi ir pietiekami zināmi, šķiet vismaz pārliecināts, ka tā aizsargā mRNS molekulu no sadalīšanās un uzlabo tās pārveidojamību (translatējamību) olbaltumvielās.

Slimības un kaites

Līdzīgi kā šūnu dalīšana, kur var rasties kļūdas genoma replikācijā, ar transkripciju saistītā biežākā problēma ir "kopijas kļūda". Vai nu kodons tiek "aizmirsts" mRNS sintēzes laikā, vai arī noteiktam DNS kodonam tiek izveidots nepareizs mRNS kodons.

Tiek lēsts, ka šāda kopijas kļūda rodas aptuveni katrā 1000. eksemplārā. Abos gadījumos tiek sintezēts proteīns, kas vismaz vienā vietā integrē neparedzētu aminoskābi. Ietekmes spektrs svārstās no “nemanāma” līdz pilnīgai sintezētā proteīna sabojāšanai.

Ja gēna mutācija notiek replikācijas laikā vai citu apstākļu dēļ, mutētā nukleīna bāzes secība tiek transkribēta, jo transkripcijas process neietver kodonu “pareizības” pārbaudi.

Tomēr ķermenim ir spēcīgs DNS atjaunošanas mehānisms, kurā cilvēkos ir iesaistīti vairāk nekā 100 gēnu. Mehānisms sastāv no ģeniālas sistēmas, kas nodrošina tūlītēju gēna mutācijas labošanu vai bojātas nukleīnās pamatnes secības aizstāšanu, vai arī līdz minimumam samazina iedarbību, ja abas iepriekšējās iespējas tiek novērstas.

Fakts, ka transkripcija notiek bez iepriekšējas gēnu pārbaudes, rada risku, ka transkripcija var būt iesaistīta arī vīrusu izplatībā, ja vīrusi saimnieka šūnā ievada savu DNS un liek saimniekorganismam izveidot genomu. vīrusu vai to daļu replikācija vai transkripcija. Pēc tam tie var izraisīt atbilstošu slimību. Principā tas attiecas uz visiem vīrusu veidiem.