A biológusok a "transzkripció" kifejezést az öröklődő információ megvalósításának egy speciális szakaszának nevezik, amelynek lényege egy gén leolvasásában és egy kiegészítő RNS-molekula felépítésében rejlik. Ez egy enzimatikus folyamat, amely számos enzim és biológiai mediátor munkáját foglalja magában. Ugyanakkor a génreplikáció kiváltásáért felelős biokatalizátorok és mechanizmusok többsége ismeretlen a tudomány számára. Emiatt még részletesen meg kell vizsgálni, hogy mi a transzkripció (a biológiában) molekuláris szinten.
Genetikai információ realizálása
A transzkripcióval, valamint az örökletes információk továbbításával kapcsolatos modern tudomány nem ismert. Az adatok nagy része a fehérje bioszintézis lépéseinek sorozataként ábrázolható, ami lehetővé teszi a génexpresszió mechanizmusának megértését. A fehérjeszintézis egy példa az örökletes információ realizálására, mivel a gén kódolja annak elsődleges szerkezetét. Minden fehérje molekulához, legyen az szerkezeti fehérje, enzim, vagymediátor, a génekben egy elsődleges aminosav szekvencia van rögzítve.
Amint szükségessé válik ennek a fehérjének az újraszintetizálása, megkezdődik a DNS "kicsomagolásának" és a kívánt gén kódjának kiolvasásának folyamata, ami után megtörténik a transzkripció. A biológiában egy ilyen folyamat három szakaszból áll, amelyeket hagyományosan azonosítanak: iniciáció, megnyúlás, befejezés. Megfigyelésükhöz azonban még nem lehet konkrét feltételeket teremteni a kísérlet során. Ezek meglehetősen elméleti számítások, amelyek lehetővé teszik az enzimrendszerek részvételének jobb megértését egy gén RNS-templátra másolásának folyamatában. A transzkripció lényegében az RNS-szintézis folyamata, amely a despiralizált 3'-5'-szálú DNS-en alapul.
Átírási mechanizmus
A hírvivő RNS szintézis példáján keresztül megértheti, mi a transzkripció (a biológiában). A gén "kibocsátásával" és a DNS-molekula szerkezetének összehangolásával kezdődik. A sejtmagban az örökletes információ a kondenzált kromatinban található, az inaktív gének pedig kompaktan „pakolódnak” a heterokromatinba. Despiralizációja lehetővé teszi a kívánt gén felszabadulását és olvashatóvá tételét. Ezután egy speciális enzim a kettős szálú DNS-t két szálra osztja, ami után a 3'-5' szálú kód beolvasásra kerül.
E pillanattól kezdve maga az átírási időszak kezdődik. A DNS-függő RNS polimeráz enzim összeállítja az RNS kiinduló szakaszát, amelyhez az első nukleotid kapcsolódik, komplementerenA DNS-templát régió 3'-5'-szála. Továbbá az RNS-lánc felhalmozódik, ami több órán át tart.
A transzkripció jelentőségét a biológiában nemcsak az RNS-szintézis beindítása adja, hanem annak leállítása is. A gén terminációs régiójának elérése elindítja az olvasás befejezését, és egy enzimatikus folyamat elindításához vezet, amelynek célja a DNS-függő RNS-polimeráz leválasztása a DNS-molekuláról. A DNS megosztott szakasza teljesen „térhálós”. Emellett a transzkripció során olyan enzimrendszerek dolgoznak, amelyek „ellenőrzik” a nukleotidok hozzáadásának helyességét, és ha szintézis hibák lépnek fel, „kivágják” a felesleges részeket. E folyamatok megértése lehetővé teszi számunkra, hogy megválaszoljuk azt a kérdést, hogy mi a transzkripció a biológiában, és hogyan szabályozzák azt.
Fordított átírás
A transzkripció az alapvető univerzális mechanizmus a genetikai információk egyik hordozóról a másikra történő átvitelére, például a DNS-ről az RNS-re, ahogy az eukarióta sejtekben történik. Egyes vírusokban azonban a génátviteli sorrend megfordulhat, vagyis a kód az RNS-ből egyszálú DNS-be kerül kiolvasásra. Ezt a folyamatot reverz transzkripciónak nevezik, és célszerű figyelembe venni a HIV-vírussal való emberi fertőzés példáját.
A reverz transzkripciós séma úgy néz ki, mint egy vírus bejuttatása a sejtbe, majd az azt követő DNS szintézis az RNS-en alapuló reverz transzkriptáz (revertáz) enzim segítségével. Ez a biokatalizátor kezdetben a vírus testében van jelen, és akkor aktiválódik, amikor belép az emberi sejtbe. Megengediaz emberi sejtekben található nukleotidokból genetikai információval rendelkező DNS-molekulát szintetizálnak. A reverz transzkripció sikeres befejezésének eredményeként egy DNS-molekula képződik, amely az integráz enzimen keresztül bekerül a sejt DNS-ébe és módosítja azt.
A transzkripció jelentősége a géntechnológiában
Fontos, hogy ez a fajta fordított transzkripció a biológiában három fontos következtetéshez vezet. Először is, a vírusok filogenetikai értelemben sokkal magasabbak, mint az egysejtűek. Másodszor, ez a bizonyíték egy stabil egyszálú DNS-molekula létezésének lehetőségére. Korábban az volt a vélemény, hogy a DNS hosszú ideig csak kétszálú szerkezet formájában létezhet.
Harmadszor, mivel a vírusnak nem kell információval rendelkeznie a génjeiről ahhoz, hogy beépüljön egy fertőzött szervezet sejtjeinek DNS-ébe, bebizonyítható, hogy tetszőleges gének bekerülhetnek bármely szervezet genetikai kódjába fordított módon. átírás. Ez utóbbi következtetés lehetővé teszi a vírusok géntechnológiai eszközként történő használatát bizonyos gének beágyazására a baktériumok genomjába.
