Biologer kaller begrepet "transkripsjon" et spesielt stadium i implementeringen av arvelig informasjon, hvis essens handler om å lese et gen og bygge et komplementært RNA-molekyl til det. Det er en enzymatisk prosess som involverer arbeidet til mange enzymer og biologiske mediatorer. Samtidig er de fleste av biokatalysatorene og mekanismene som er ansvarlige for å utløse genreplikasjon ukjente for vitenskapen. På grunn av dette gjenstår det å se i detalj hva transkripsjon er (i biologi) på molekylært nivå.
Realisering av genetisk informasjon
Moderne vitenskap om transkripsjon, samt om overføring av arvelig informasjon, er ikke godt kjent. De fleste dataene kan representeres som en sekvens av trinn i proteinbiosyntesen, noe som gjør det mulig å forstå mekanismen for genuttrykk. Proteinsyntese er et eksempel på realisering av arvelig informasjon, siden genet koder for dets primære struktur. For hvert proteinmolekyl, det være seg et strukturelt protein, et enzym ellermediator, det er en primær aminosyresekvens registrert i genene.
Så snart det blir nødvendig å re-syntetisere dette proteinet, starter prosessen med å "pakke ut" DNA og lese koden til det ønskede genet, hvoretter transkripsjon skjer. I biologi består ordningen av en slik prosess av tre stadier, konvensjonelt identifisert: initiering, forlengelse, avslutning. Det er imidlertid ennå ikke mulig å skape spesifikke forhold for deres observasjon under forsøket. Dette er ganske teoretiske beregninger som tillater en bedre forståelse av deltakelsen av enzymsystemer i prosessen med å kopiere et gen til en RNA-mal. I kjernen er transkripsjon prosessen med RNA-syntese basert på den despiraliserte 3'-5'-strengen av DNA.
Transkripsjonsmekanisme
Du kan forstå hva transkripsjon er (i biologi) ved å bruke eksemplet med messenger-RNA-syntese. Det begynner med "frigjøring" av genet og justering av strukturen til DNA-molekylet. I kjernen er arvelig informasjon lokalisert i kondensert kromatin, og inaktive gener er kompakt "pakket" inn i heterokromatin. Dens despiralisering gjør at det ønskede genet kan frigjøres og gjøres tilgjengelig for lesing. Deretter deler et spesielt enzym det dobbelttrådede DNA-et i to tråder, hvoretter 3'-5'-trådkoden leses.
Fra dette øyeblikket begynner selve transkripsjonsperioden. Enzymet DNA-avhengig RNA-polymerase setter sammen startdelen av RNA, som det første nukleotidet er festet til, komplementært3'-5'-streng av DNA-template-regionen. Videre bygges RNA-kjeden opp, som varer i flere timer.
Betydningen av transkripsjon i biologi er ikke bare gitt til initiering av RNA-syntese, men også til avslutning. Å nå termineringsområdet til genet starter avslutningen av lesingen og fører til lanseringen av en enzymatisk prosess som tar sikte på å løsne den DNA-avhengige RNA-polymerasen fra DNA-molekylet. Den delte delen av DNA er fullstendig "tverrbundet". Under transkripsjon fungerer enzymsystemer som "sjekker" riktigheten av tilsetningen av nukleotider og, hvis syntesefeil oppstår, "kutter ut" unødvendige seksjoner. Ved å forstå disse prosessene kan vi svare på spørsmålet om hva som er transkripsjon i biologi og hvordan det reguleres.
Omvendt transkripsjon
Transkripsjon er den grunnleggende universelle mekanismen for å overføre genetisk informasjon fra en bærer til en annen, for eksempel fra DNA til RNA, slik det skjer i eukaryote celler. I noen virus kan imidlertid sekvensen for genoverføring være reversert, det vil si at koden leses fra RNA til enkelttrådet DNA. Denne prosessen kalles revers transkripsjon, og det er hensiktsmessig å vurdere eksempelet på menneskelig infeksjon med HIV-viruset.
Revers transkripsjonsskjemaet ser ut som introduksjonen av et virus i cellen og den påfølgende syntesen av DNA basert på dets RNA ved bruk av enzymet revers transkriptase (revertase). Denne biokatalysatoren er i utgangspunktet til stede i den virale kroppen og aktiveres når den kommer inn i menneskecellen. Det tillatersyntetisere et DNA-molekyl med genetisk informasjon fra nukleotider som finnes i menneskelige celler. Resultatet av den vellykkede fullføringen av revers transkripsjon er produksjonen av et DNA-molekyl, som gjennom integrase-enzymet introduseres i cellens DNA og modifiserer det.
Betydningen av transkripsjon i genteknologi
Viktig, denne typen omvendt transkripsjon i biologi fører til tre viktige konklusjoner. For det første at virus i fylogenetiske termer burde være mye høyere enn encellede livsformer. For det andre er dette et bevis på muligheten for eksistensen av et stabilt enkelttrådet DNA-molekyl. Tidligere var det en oppfatning at DNA kan eksistere i lang tid bare i form av en dobbelttrådet struktur.
For det tredje, siden et virus ikke trenger å ha informasjon om genene sine for å integreres i DNA-et til cellene til en infisert organisme, kan det bevises at vilkårlige gener kan introduseres i den genetiske koden til enhver organisme ved omvendt transkripsjon. Sistnevnte konklusjon tillater bruk av virus som genteknologiske verktøy for å bygge inn visse gener i bakteriegenomet.
