Какво е транскрипция в биологията и как се случва това

Живот във въглеродна форма съществува поради наличието на протеинови молекули. и биосинтеза на протеини в клетката е единствената възможност за генна експресия. Но за изпълнението на този процес се изисква стартирането на редица процеси, свързани с "разопаковането" на генетична информация, търсенето на желания ген, неговото четене и възпроизвеждане. Терминът "транскрипция" в биологията се отнася само до процеса на прехвърляне на информация от ген към РНК на носителя. Това е началото на биосинтеза, т.е. директната реализация на генетичната информация.

Съхранение на генетична информация

В клетките на живите организми, генетичната информация е локализирана в ядрото, митохондриите, хлоропластите и плазмидите. Митохондриите и хлоропластите съдържат незначително количество животински и растителни ДНК, докато бактериалните плазмиди се използват като места за съхранение на гените, отговорни за бързото адаптиране към условията на околната среда.

В вирусните тела наследствената информация се съхранява също като РНК или ДНК полимери. Но процесът на неговото прилагане е свързан и с необходимостта транскрипция. В биологията това Процесът е от изключителна важност, тъй като той е този, който води до реализирането на наследствена информация, предизвикваща биосинтеза на протеини.

В животинските клетки наследствената информация е представена от полимер на ДНК, който е компактно опакован в ядрото. Ето защо, преди синтеза на протеин или четенето на който и да е ген трябва да претърпи някои етапи: размотаване на кондензиран хроматин и "освобождаване" на желания ген, неговото разпознаване от ензимни молекули, транскрипция.

В биологията и биологичната химия тези етапи вече са проучени. Те водят до синтез на протеини първичната структура на която е кодирана в прочетен ген.

Схема на транскрипция в еукариотни клетки

Въпреки че транскрипцията в биологията не е достатъчно изучена, нейната последователност традиционно се представя като схема. Той се състои от започване, удължаване и прекратяване. Това означава, че целият процес е разделен на три компонента на неговите явления.

Започването е комбинация от биологични и биохимични процеси, които водят до началото на транскрипцията. Същността на удължението е да продължи растежа на молекулярната верига. Прекратяването е набор от процеси, които водят до прекратяване на синтеза на РНК. Между другото, в контекста на биосинтезата на протеините, процесът на транскрипция в биологията обикновено се идентифицира със синтеза на информационната РНК. Въз основа на това, полипептидната верига ще бъде синтезирана по-късно.

започване

Започването е най-слабо изученият механизъм на транскрипция в биологията. Това, което е от гледна точка на биохимията, е неизвестно. Това означава, че специфичните ензими, отговорни за протичането на транскрипцията, изобщо не се разпознават. Също така остават неизвестни вътреклетъчни сигнали и методи за тяхното предаване, които показват необходимостта от синтез на нов протеин. За цитологията и биохимията това е основна задача.

удължаване

Отделянето на процеса на започване и удължаване във времето все още не е възможно поради невъзможността за провеждане на лабораторни изследвания, предназначени да потвърдят наличието на специфични ензими и фактори на задействане. Следователно тази граница е много условна. Същността на процеса на удължаване се редуцира до удължаване на растящата верига, синтезирана на базата на участъка от ДНК матрица.

Смята се, че удължаването започва още след първата транслокация на РНК полимераза и началото на присъединяването на първия кадон към началното място на РНК. В хода на удължението, четенето на кадон в посока на 3'-5'-веригата се появява на нишката на ДНК, разслоена и разделена на две нишки от ДНК. В същото време, нарастващата РНК верига се добавя чрез нови нуклеотиди, комплементарни на областта на ДНК матрицата. В същото време, ДНК е "бродирана" до ширина от 12 нуклеотида, т.е. 4 кадона.

Ензимната РНК-полимераза се движи по нарастваща верига, а „зад” - обратното „зашиване” на ДНК в двойно-верижна структура възниква с възстановяването на водородните връзки между нуклеотидите. Това отчасти отговаря на въпроса какъв процес се нарича транскрипция в биологията. Това е удължението, което е основната фаза на транскрипция, тъй като в него се събира така нареченият медиатор между гена и протеиновия синтез.

приключване

Процесът на прекратяване на транскрипцията на еукариотни клетки е слабо разбран. Досега учените са намалили неговата същност до спиране на четенето на ДНК на 5'-края и свързване на група от аденинови бази към 3'-края на РНК. Последният процес позволява стабилизиране на химичната структура на получената РНК. В бактериалните клетки има два вида терминиране. Това е независим от Rho и Rho-независим процес.

Първото протича в присъствието на Rho протеина и се редуцира до прост прекъсване на водородните връзки между ДНК матричната област и синтезираната РНК. Вторият, Rho-независим, се появява след появата на стволови контури, ако зад него има комбинация от урацилови основи. Тази комбинация води до отделяне на РНК от ДНК матрицата. Очевидно е, че терминирането на транскрипция е ензимен процес, но неговите специфични биокатализатори все още не са открити.

Вирусна транскрипция

Вирусните тела нямат собствена система за биосинтеза на протеини и следователно не могат да се възпроизвеждат без използване на клетки. Но вирусите имат свой собствен генетичен материал, който трябва да бъде реализиран, както и вградени в гените на заразените клетки. За да направят това, те имат редица ензими (или използват системи от клетъчни ензими), които транскрибират техните нуклеинова киселина. Тоест, въз основа на генетичната информация за вируса, този ензим синтезира аналог на информационната РНК. Но това изобщо не е РНК, а ДНК-полимер, който допълва гените, например човек.

Това напълно нарушава традиционните принципи на транскрипцията в биологията, които трябва да се разглеждат на примера на вируса на ХИВ. Нейният ревертаза ензим от вирусна РНК е в състояние да синтезира ДНК, допълваща човешка нуклеинова киселина. Процесът на синтез на комплементарна ДНК на базата на РНК се нарича обратна транскрипция. В биологията е дефинирането на процес, отговорен за вграждането на наследствената информация на вируса в човешкия геном.