инициирование это первый шаг и, следовательно, подготовка к трансляции, транскрипции и репликации. Вместе эти фазы по существу приводят к экспрессии генов. Инициирование также играет роль в патофизиологии в отношении таких заболеваний, как рак.
Что такое инициация?
Во время трансляции скопированная генетическая информация приводит к синтезу белков в клетках живых организмов. Напротив, транскрипция - это синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, из которой создается РНК.
Как и трансляция, транскрипция является важной частью экспрессии генов. В генетике репликация - это производство копий ДНК. Каждый из упомянутых процессов состоит из нескольких этапов. Первой фазой репликации, трансляции и транскрипции является инициация. Инициирование - это стартовый процесс для всех компонентов экспрессии генов. Обычно инициации предшествует создание так называемого прединициативного комплекса.
Инициирования транскрипции, трансляции и репликации различаются по природе и назначению их последовательности. Кроме того, фаза инициации различается в зависимости от формы жизни и, следовательно, у эукариот и у прокариот отличается.
Функция и задача
Для начала трансляции образуется прединициативный комплекс. Этот комплекс состоит из так называемой 40S субъединицы рибосомы и инициатора tRNAMet. Он также включает GTP и факторы инициации. Соединение этих элементов распознает зрелую мРНК на 5'-конце, может связывать их и исследовать их на последующем этапе анализа в направлении 5 '→ 3'.
Эти процессы происходят до тех пор, пока исследуемый комплекс не распознает так называемый стартовый кодон или AUG. После распознавания этого кодона рибосомная субъединица 60S связывается с ним, вызывая растворение факторов инициации. Только тогда трансляция мРНК может иметь место в смысле трансляции.
Степень экспрессии генов транскрипции у всех эукариот также зависит от комплекса предварительной инициации, состоящего из различных факторов транскрипции. В комплекс вовлечены такие факторы, как TFIIA, TFIID, TFIIB и TFIIF.
Матрица ДНК подается в каталитический центр РНК-полимеразы для облегчения образования первой фосфодиэфирной связи. Фактическая транскрипция инициируется только на этом частичном этапе. В фазе инициации репликации репликация ДНК снова запускается разрывом двойной спирали ДНК. Этот разрыв происходит в определенной точке ДНК и реализуется с помощью Helicase.
После мечения примазой полимераза обнаруживается на разорванной ДНК и накапливается. В начале репликации спиральная ДНК присутствует в клетке в неупорядоченном, круговом или линейном расположении и также скручена. Чтобы реплицироваться, эукариотическая ДНК должна быть сначала раскручена, что приводит к усилению скручивания двойных цепей ДНК. Во время инициации репликации также происходит расщепление цепей ДНК.
Для инициирования фазы репликации требуется так называемый источник репликации, от которого зависит начальная точка. В этом случае водородная связь между основаниями одиночных цепей разрывается во время инициирования. После раскрытия прядей проводится грунтование. Кусок РНК, который также называется праймером, прикрепляется к свободным одиночным цепям с помощью примазы РНК-полимеразы.
Этот комплекс соответствует примосоме и используется ДНК-полимеразой в качестве «стартовой помощи». Когда ДНК-полимераза начинает синтезировать вторую цепь ДНК, она проходит путь до терминации. Таким образом, каждая регуляция репликации происходит в фазе инициации.
Болезни и недуги
В патофизиологии концепция инициации играет важную роль, особенно в отношении раковых клеток. Возникновение злокачественных процессов в основном связано с воздействием вредных и мутаногенных воздействий. Генетические механизмы канцерогенеза включают точечную мутацию, амплификацию, делецию и перестройку хромосом.
В этом контексте точечная мутация представляет собой вариант мутации гена, при котором происходит обмен, добавление или замена определенного нуклеотида в ДНК. Таким образом, точечные мутации могут быть заменами, переходами и трансверсиями, вставками или делециями. Точечная мутация приводит к изменению продукта гена при синтезе белка.
Во время амплификации происходит клеточный или молекулярно-генетический процесс для репликации нуклеиновой кислоты, что приводит к канцерогенезу в случае рака. Делеции, в свою очередь, соответствуют потере участков ДНК, что может соответствовать потере отдельных оснований или более крупных последовательностей оснований в смысле целых участков хромосомы. Если затронуты только отдельные основания, делеция обычно происходит как часть точечной мутации. Если вся хромосома изменяется посредством делеции, это называется хромосомной аберрацией.
Что касается канцерогенеза, эти процессы изучаются на предмет их роли в инициации злокачественных клеток. Целью этих исследований является разработка различных мер профилактики рака. В связи с канцерогенезом инициация представляет собой первый шаг и суммирует мутацию, которой подвергается клетка из-за канцерогена. Теоретически эта мутация может быть устранена путем репарации ДНК или отключена путем апоптоза (гибели клетки).
Однако, особенно у пожилых пациентов, механизмы репарации ДНК уже недостаточно сильны, чтобы удалить мутацию. Таким образом, канцерогенная мутация необратима. Такая мутация всегда влияет на ген канцерогенеза, который контролирует клеточный цикл и деление клеток. Канцерогены - это генотоксичные вещества, которые вызывают злокачественное начало и обязательно вызывают мутации.
