Å forstå det grunnleggende grunnlaget for livets eksistens er umulig uten en klar forståelse av overføring av arvelig informasjon og implementeringen av den. Lagringen av kroppens gener realiseres gjennom kromosomer, hvor forskjellige deler av DNA er pakket, som koder for den primære aminosyresekvensen til et bestemt protein. Og implementeringen av genetisk informasjon og dens overføring ved arv oppnås gjennom kopiering. Denne prosessen kalles "transkripsjon". I biologi betyr det å lese koden til en genseksjon og syntetisere en mal for proteinbiosyntese basert på den.
Molekylært grunnlag for transkripsjon
Transkripsjon er en enzymatisk prosess som innledes av "utpakking" av et DNA-molekyl og gir tilgang til å lese et spesifikt gen. Så i det dobbelttrådete DNA-molekylet påI den innledende delen brytes hydrogenbindinger mellom nukleotider for 4 kadoner. Fra dette øyeblikket begynner transkripsjonsinitieringsfasen i biologi, assosiert med bindingen av DNA-avhengig RNA-polymerase til DNA-makropolymeren.
Det naturlige resultatet av initiering er syntesen av startstedet til budbringer-RNA, og så snart det første komplementære nukleotidet er festet til det og translokasjonen av DNA-avhengig RNA-polymerase skjer, bør man snakke om begynnelsen av forlengelsesstadiet. Dens essens er redusert til den gradvise bevegelsen av den DNA-avhengige RNA-polymerasen langs DNA-molekylet i 3`-5`-retningen, kutte DNA-hydrogenbindingene foran og gjenopprette dem bak, samt feste et komplementært nukleotid til den voksende kjede av RNA-malen.
Enzym-DNA-avhengig RNA-polymerase katalyserer tilsetningen av et nukleotid til RNA, mens andre enzymsystemer er ansvarlige for å lese, separere hydrogenbindinger og deres reduksjon. Alle av dem er plassert på stedet der transkripsjonen finner sted. Biologi lar deg bruke metoden for merkede atomer og bekrefte det faktum at deres høyeste konsentrasjon i cellekjernene.
Transkripsjonstidslinje
Under laboratorieforhold klarte forskerne fra forskningsgruppen «Human Genome» å kunstig syntetisere selve DNA-molekylet og lagre den genetiske koden i det. Denne prosessen tok mer enn 2 tiår, ikke medregnet den lange forberedelsen. Det er interessant hvor raskt disse prosessene går i en levende celle. Hovedforskningsmetodeoversettelse og transkripsjon - molekylærbiologi. Og selv om den fortsatt opplever vanskeligheter forbundet med umuligheten av en visuell demonstrasjon av disse prosessene, er det noen bevis angående tidspunktet for proteinbiosyntese.
Spesielt kan prosessen med å "pakke ut" genetisk informasjon ta 16-48 timer, og transkripsjonen av det ønskede genet - ca. 4-8 timer. Syntesen av et lite proteinmolekyl basert på messenger-RNA vil ta omtrent 4-24 timer, hvoretter stadiet av dets "modning" begynner. Dette refererer til selvspontan pakking av et protein til en sekundær og deretter til en tertiær struktur. Hvis proteinet krever postsyntetisk modifikasjon, kan denne prosessen ta omtrent en uke eller mer.
Cellulære strukturer, hvor transkripsjon og oversettelse skjer, studeres mer og mer detaljert i biologien. Samtidig var det mulig å beregne at i eukaryote celler med et stort sett genetisk materiale tar syntesen av et enkelt insulinmolekyl omtrent 16 timer. Genmodifisert Escherichia coli er i stand til å syntetisere et slikt molekyl på 4 timer. Når det gjelder store proteiner med tertiær og kvaternær struktur, kan prosessen med syntese og endelig dannelse ta ca. 2 uker.
Lokalisering av transkripsjonsenzymer
En slik prosess som transkripsjon (i biologi) finner sted i stedet for direkte lagring av arvelig informasjon. I eukaryote celler er dette cellekjernen, og i pre-nukleære livsformer er det cytoplasmaet. vir alt enzymrevers transkriptase virker i kjernen til infiserte celler. Samtidig går mitokondrielle nukleinsyrer, som er et sett med gener, også gjennom transkripsjonsstadiet. Innen biologi og genetikk er arten av disse prosessene fortsatt ukjent.
Men tilstedeværelsen av menneskelige mitokondrielle sykdommer som arves av etterkommere bekrefter DNA-replikasjon, som transkripsjon er et nødvendig skritt for. Dette betyr at en slik prosess kan foregå i flere cellestrukturer: i eukaryoter er disse mitokondrier og cellekjernen, og i prokaryoter, i cytoplasma og plasmider.
Lokalisering av biosyntetiske prosesser
Steder der transkripsjon og translasjon forekommer (i biologi) er forskjellige, fordi syntesen av proteinmolekyler rett og slett ikke kan skje i cellekjernen. Sammenstillingen av primærstrukturen skjer på det ribosomale apparatet til cellen, som hovedsakelig er konsentrert i cytoplasmaet på membranen til det grove endoplasmatiske retikulum.
Syntese i høyt utviklede celler, som utmerker seg ved en høy hastighet av sammensetning av nye proteinmolekyler, skjer hovedsakelig på polyribosomer. Men i bakterielle og høyt spesialiserte celler kan biosyntesen fortsette på forskjellige ribosomer i cytoplasmaet. Virale kropper har ikke sitt eget syntetiske apparat og organeller, og utnytter derfor strukturene til infiserte celler.
