транскрипция

Процесс транскрипция В биологии это включает в себя процесс репликации участка цепи ДНК в цепь информационной РНК (мРНК). Затем мРНК содержит последовательность нуклеиновых оснований, которая комплементарна части ДНК. Последующая транскрипция происходит у всех эукариот, то есть также у людей, в ядре клетки, в то время как последующая трансляция, трансляция мРНК в конкретный белок в цитоплазме, происходит на рибосомах.

Какая транскрипция?

Процесс транскрипции - это первый этап преобразования генетической информации в белки. В отличие от репликации, речь идет не о копировании всего генома, а всегда только определенных частей цепи ДНК.

На определенном участке цепи ДНК сначала разрывается связь с ее комплементарной частичной цепью в двойной спирали, разрывая водородные связи. Добавление свободных нуклеотидов РНК к копируемой области создает новый дополнительный участок, который, однако, состоит из рибонуклеиновых кислот, а не дезоксирибонуклеиновых кислот, как в ДНК.

Результирующий сегмент РНК является практически рабочей копией сегмента ДНК и известен как информационная РНК (мРНК). МРНК, возникающая в ядре клетки, отщепляется от ДНК и транспортируется через мембрану ядра клетки в цитозоль, где происходит трансляция, преобразование кодонов РНК в соответствующую аминокислотную последовательность, то есть синтез белка.

Последовательности из трех (триплетов) азотистых оснований на мРНК, называемые кодонами, определяют по одной аминокислоте каждая. В соответствии с последовательностью кодонов мРНК соответствующие аминокислоты собираются в полипептиды и белки посредством пептидных связей.

Функция и задача

В биологии транскрипция выполняет первый из двух основных процессов, преобразующих генетическую информацию, доступную в виде последовательностей нуклеиновых оснований ДНК, в синтез белков. Генетическая информация состоит из трех последовательностей, так называемых триплетов или кодонов, каждый из которых обозначает аминокислоту, при этом некоторые аминокислоты также могут определяться разными кодонами.

Функция транскрипции заключается в производстве цепи мРНК, нуклеотидные основания которой - в данном случае рибонуклеиновые, а не дезоксирибонуклеиновые основания - соответствуют комплементарному паттерну экспрессируемого сегмента ДНК. Таким образом, сгенерированная мРНК соответствует разновидности отрицательной матрицы экспрессируемого генного сегмента, которую можно использовать для однократного синтеза кодируемого белка, а затем повторно использовать.

Второй основной процесс преобразования генетической информации в специфические белки - это трансляция, в ходе которой аминокислоты связываются вместе и пептидно связываются с образованием белков в соответствии с кодированием мРНК.

Транскрипция позволяет выборочно считывать генетическую информацию и транспортировать ее в виде комплементарных копий из ядра клетки в цитозоль и, независимо от соответствующего сегмента ДНК, строить белки.

Одно из преимуществ транскрипции заключается в том, что части одной цепи ДНК могут быть экспрессированы для продукции мРНК без того, чтобы весь ген подвергался постоянным физиологическим изменениям и, таким образом, подвергался риску мутации или иного изменения его свойств.

Еще одним преимуществом транскрипции является так называемый сплайсинг и другие виды процессинга мРНК. Процесс сплайсинга сначала освобождает мРНК от так называемых интронов, от лишенных функций кодонов, которые не кодируют аминокислоты. Кроме того, адениновые нуклеотиды могут быть присоединены к мРНК с помощью фермента поли (А) полимеразы.

У человека, как и у других млекопитающих, этот придаток, называемый поли (А) хвостом, состоит примерно из 250 нуклеотидов. Поли (А) хвост укорачивается с возрастом молекулы мРНК и определяет ее биологический период полужизни. Даже если не все функции и задачи поли (А) хвоста достаточно хорошо известны, по крайней мере, очевидно, что он защищает молекулу мРНК от деградации и улучшает конвертируемость (трансляционную способность) в белок.

Болезни и недуги

Подобно делению клеток, когда могут возникать ошибки репликации генома, наиболее распространенной проблемой, связанной с транскрипцией, является «ошибка копирования». Либо кодон «забывается» во время синтеза мРНК, либо создается неправильный кодон мРНК для определенного кодона ДНК.

По оценкам, такая ошибка копирования возникает примерно в каждой 1000-й копии. В обоих случаях синтезируется белок, который объединяет непредусмотренную аминокислоту по крайней мере в одном месте. Спектр эффектов варьируется от «незаметного» до полного отказа синтезированного белка.

Если мутация гена происходит во время репликации или из-за других обстоятельств, мутированная последовательность оснований ядра транскрибируется, поскольку процесс транскрипции не включает проверку кодонов на «правильность».

Однако в организме есть мощный механизм восстановления ДНК, в котором у человека задействовано более 100 генов. Механизм состоит в оригинальной системе немедленного исправления мутации гена или замены поврежденной последовательности нуклеиновых оснований, или же минимизации эффектов, если первые две возможности исключены.

Тот факт, что транскрипция происходит без предварительного тестирования генов, таит в себе риск того, что транскрипция также может быть вовлечена в распространение вирусов, если вирусы вводят свою собственную ДНК в клетку-хозяин и заставляют клетку-хозяина создавать геном. вирусов или их частей путем репликации или транскрипции. Это может вызвать соответствующее заболевание. В принципе, это касается всех типов вирусов.