транскрипція

Процес транскрипція У біології він включає процес реплікації ділянки ланцюга ДНК в месенджерний ланцюг РНК (мРНК). Потім мРНК містить послідовність нуклеїнової основи, яка є комплементарною до частини ДНК. Подальша транскрипція відбувається у всіх еукаріотів, тобто у людини, всередині клітинного ядра, тоді як подальший трансляція, трансляція мРНК у специфічний білок цитоплазми, відбувається на рибосомах.

Що таке транскрипція?

Процес транскрипції є першим етапом перетворення генетичної інформації в білки, на відміну від реплікації, справа не в тому, щоб зробити копію всього геному, а завжди лише певних частин ланцюга ДНК.

На певному відрізку ланцюга ДНК зв’язок із його комплементарною частковою ланцюгом у подвійній спіралі спочатку розривається розривом водневих зв’язків. Додавання вільних нуклеотидів РНК до ділянки, яку потрібно скопіювати, створює новий додатковий розділ, який, однак, складається з рибонуклеїнових кислот, а не дезоксирибонуклеїнових кислот, як у ДНК.

Отриманий сегмент РНК практично є робочою копією сегмента ДНК і називається месенджерною РНК (мРНК). МРНК, що виникає всередині ядра клітини, відщеплюється від ДНК і транспортується через мембрану ядра клітини в цитозол, де відбувається трансляція, перетворення кодонів РНК у відповідну послідовність амінокислот, тобто синтез білка.

Послідовності трьох (триплетних) нуклеобаз на мРНК, званих кодонами, визначають кожну амінокислоту. Відповідно до послідовності кодонів мРНК, відповідні амінокислоти збираються в поліпептиди та білки за допомогою пептидних зв'язків.

Функція та завдання

У біології транскрипція виконує перший із двох основних процесів, які перетворюють генетичну інформацію, яка присутня у вигляді послідовностей нуклеобаз ДНК, у синтез білків. Генетична інформація складається з послідовностей трьох, так званих триплетів або кодонів, кожен з яких означає амінокислоту. Деякі амінокислоти також можуть бути визначені різними кодонами.

Функція транскрипції полягає у виробництві нитки мРНК, нуклеобази якої - в даному випадку основи рибонуклеїну, а не дезоксирибонуклеїнові - відповідають комплементарній схемі експресованого сегмента ДНК. Таким чином, генерована мРНК відповідає своєрідному негативному шаблону експресованого сегмента гена, який можна використовувати для одноразового синтезу кодованого білка і потім повторно переробляти.

Другий основний процес перетворення генетичної інформації в специфічні білки - це трансляція, в ході якої амінокислоти з'єднуються відповідно до кодування мРНК з утворенням білків і пептидно зв'язані між собою.

Транскрипція дозволяє генетичну інформацію читати вибірково і транспортувати у вигляді комплементарних копій з ядра клітини в цитозол і, незалежно від відповідного сегмента ДНК, будувати білки.

Однією з переваг транскрипції є те, що частини однієї ланцюга ДНК можуть бути експресовані для продукування мРНК без того, щоб весь ген піддавався постійним фізіологічним змінам і тим самим ризикував мутувати або іншим чином змінювати свої властивості.

Ще однією перевагою транскрипції є так зване сплайсинг та інші види обробки мРНК. Процес сплайсингу спочатку звільняє мРНК від так званих інтронів, від функціональних кодонів, які не кодують амінокислоти. Крім того, аденінові нуклеотиди можуть бути приєднані до мРНК за допомогою ферменту полі (А) полімерази.

У людини, як і в інших ссавців, цей відросток, який називається полі (А) хвостом, складається приблизно з 250 нуклеотидів. Хвост полі (А) вкорочується зі збільшенням віку молекули мРНК і визначає його біологічний період напіввиведення. Навіть якщо не всі функції та завдання хвоста полі (А) є достатньо відомими, здається, принаймні певним, що він захищає молекулу мРНК від деградації та покращує конвертируемость (переводимість) у білок.

Хвороби та недуги

Подібно до клітинного поділу, де можуть виникати помилки при реплікації геному, найпоширенішою проблемою, пов’язаною з транскрипцією, є "помилка копіювання". Або кодон "забутий" під час синтезу мРНК, або неправильний кодон мРНК створюється для певного кодону ДНК.

За оцінками, така помилка копіювання трапляється приблизно в кожній тисячі примірників. В обох випадках синтезується білок, який інтегрує ненавмисну ​​амінокислоту принаймні в одному місці. Спектр ефектів коливається від «не помітного» до повного збою синтезованого білка.

Якщо мутація гена відбувається під час реплікації або внаслідок інших обставин, мутація послідовності нуклеобази транскрибується, оскільки процес транскрипції також не включає перевірку кодонів на "правильність".

Однак організм має потужний механізм відновлення ДНК, в якому люди беруть участь понад 100 генів. Механізм складається з складної системи негайного відновлення мутації гена або заміни пошкодженої послідовності нуклеїнової основи, або ж мінімізувати ефекти, якщо попередні дві можливості будуть усунені.

Той факт, що транскрипція відбувається без попереднього тестування генів, несе ризик того, що транскрипція також може бути залучена до поширення вірусів, якщо віруси вводять власну ДНК в клітину-хазяїна і змушують клітину господаря створити геном. вірусів або їх частин шляхом реплікації або транскрипції. Потім вони можуть викликати відповідні захворювання. В принципі, це стосується всіх типів вірусів.