transkriptio

Prosessi transkriptio Biologiassa siihen sisältyy prosessi, jolla replikoidaan osa DNA-juosteesta lähetti-RNA-juosteeksi (mRNA). MRNA sisältää sitten nukleiinisen emässekvenssin, joka on komplementaarinen DNA-osan kanssa. Seuraava transkriptio tapahtuu kaikissa eukaryooteissa, mukaan lukien ihmiset, solun ytimessä, kun taas myöhempi translaatio, mRNA: n translaatio spesifiseksi proteiiniksi sytoplasmassa tapahtuu ribosomeissa.

Mikä on transkriptio?

Transkriptioprosessi edustaa ensimmäistä vaihetta geneettisen informaation muuttamisessa proteiineiksi. Toisin kuin replikaatio, ei ole kyse kopion tekemisestä koko genomista, vaan pikemminkin vain DNA-juosteen spesifisistä osista.

DNA-juosteen tietyssä osassa sidos sen komplementaariseen osittaiseen juosteeseen kaksoiskierroksessa hajotetaan ensin rikkomalla vety sidokset. Vapaiden RNA-nukleotidien lisääminen kopioitavalle alueelle luo uuden komplementaarisen osan, joka kuitenkin koostuu ribonukleiinihapoista eikä deoksiribonukleiinihapoista kuten DNA: ssa.

Tuloksena oleva RNA-segmentti on käytännössä DNA-segmentin työkopio ja tunnetaan lähetti-RNA: na (mRNA). Solun ytimessä syntyvä mRNA hajoaa DNA: sta ja kuljetetaan solun ytimen membraanin läpi sytosoliin, missä tapahtuu translaatio, RNA-kodonien muuttaminen vastaavaksi aminohapposekvenssiksi, ts. Proteiinin synteesi.

MRNA: n kolmen (tripletin) nuklea-emäksen sekvenssit, joita kutsutaan kodoneiksi, määrittävät yhden aminohapon. MRNA-kodonien sekvenssin mukaisesti vastaavat aminohapot kootaan peptidisidosten kautta polypeptidien ja proteiinien muodostamiseksi.

Toiminto ja tehtävä

Biologiassa transkriptio täyttää ensimmäisen kahdesta pääprosessista, jotka muuntavat geneettisen informaation, joka on läsnä DNA-nukleobaasien sekvensseinä, proteiinien synteesiksi. Geneettinen tieto koostuu kolmen, ns. Triplettien tai kodonien sekvensseistä, joista kukin tarkoittaa aminohappoa. Jotkut aminohapot voidaan myös määritellä eri kodoneilla.

Transkription funktio koostuu mRNA-juosteen tuotannosta, jonka nukleaaniset emäkset - tässä tapauksessa ribonukleaariset emäkset eikä deoksiribonukleiiniä sisältävät emäkset - vastaavat ekspressoidun DNA-segmentin komplementaarista mallia. Luotu mRNA vastaa siten ekspressoidun geenisegmentin eräänlaista negatiivista templaattia, jota voidaan käyttää koodatun proteiinin kertaluonteiseen synteesiin ja kierrätetään sitten uudelleen.

Toinen pääprosessi geneettisen informaation muuttamiseksi spesifisiksi proteiineiksi on translaatio, jonka aikana aminohapot on koottu yhteen ja peptidisesti kytketty proteiinien muodostamiseksi mRNA: n koodauksen mukaan.

Transkriptio mahdollistaa geneettisen informaation lukemisen selektiivisesti ja kuljetuksen komplementaaristen kopioiden muodossa solun ytimestä sytosoliin ja vastaavasta DNA-segmentistä riippumatta proteiinien rakentamiseksi.

Yksi transkription eduista on, että yksittäisen DNA-juosteen osia voidaan ekspressoida mRNA: n tuottamiseksi ilman, että koko geenin on altistettava jatkuville fysiologisille muutoksille ja siten vaarassa mutatoitua tai muuten muuttaa sen ominaisuuksia.

Toinen transkription etu on ns. Silmukointi ja muut mRNA: n prosessointityypit. Silmukointiprosessi vapauttaa ensin mRNA: n niin sanotuista introneista, toimimattomista kodoneista, jotka eivät koodaa aminohappoja. Lisäksi adeniininukleotidit voidaan kiinnittää mRNA: han käyttämällä entsyymipoly (A) -polymeraasia.

Ihmisillä, kuten muilla nisäkkäillä, tämä lisäys, jota kutsutaan poly (A) -häntäksi, koostuu noin 250 nukleotidistä. Poly (A) -häntä lyhenee mRNA-molekyylin ikän kasvaessa ja määrittää sen biologisen puoliintumisajan. Vaikka kaikki poly (A) -häntätoiminnot ja tehtävät eivät ole riittävän hyvin tunnettuja, vaikuttaa ainakin varmasti, että se suojaa mRNA-molekyyliä hajoamiselta ja parantaa muunnettavuutta (translaatoitavuutta) proteiiniksi.

Sairaudet ja vaivat

Samoin kuin solunjako, jossa genomin replikaatiossa voi tapahtua virheitä, yleisin transkriptioon liittyvä ongelma on "kopiovirhe". Joko kodoni "unohdetaan" mRNA: n synteesin aikana, tai tietylle DNA-kodonille luodaan väärä mRNA-kodoni.

Arvioidaan, että tällainen kopiovirhe esiintyy suunnilleen jokaisessa 1000: ssa kopiossa. Molemmissa tapauksissa syntetisoidaan proteiini, joka integroi tahattoman aminohapon ainakin yhteen paikkaan. Vaikutusten spektri vaihtelee ”ei havaittavissa” syntetisoidun proteiinin täydelliseen epäonnistumiseen.

Jos geenimutaatio tapahtuu replikaation aikana tai muista olosuhteista johtuen, mutatoitunut nukleiinipohjainen sekvenssi transkriptoidaan, koska transkription prosessi ei sisällä kodonien tarkkuuden tarkistamista.

Keholla on kuitenkin vahva DNA-korjausmekanismi, jossa yli 100 geeniä osallistuu ihmisiin. Mekanismi koostuu hienostuneesta järjestelmästä geenimutaation välittömäksi korjaamiseksi tai vaurioituneen nukleiinisen emässekvenssin korvaamiseksi tai muuten minimoimiseksi vaikutukset, jos kaksi ensimmäistä mahdollisuutta poistetaan.

Se tosiasia, että transkriptio tapahtuu ilman geenien aiempaa testausta, on vaarana, että transkriptio voi olla myös mukana virusten leviämisessä, jos virukset injektoivat omaa DNA: ta isäntäsoluun ja saavat isäntäsolun luomaan genomin viruksia tai niiden osia replikaation tai transkription avulla. Ne voivat sitten laukaista vastaavan sairauden. Periaatteessa tämä koskee kaikenlaisia ​​viruksia.