транскрипция

Процесът на транскрипция В биологията тя включва процеса на репликация на част от веригата на ДНК в месинджърната РНК верига (мРНК). След това иРНК съдържа последователността на нуклеиновата основа, която е допълваща частта на ДНК. Следващата транскрипция се извършва във всички еукариоти, включително хора, в клетъчното ядро, докато последващият превод, транслацията на тРНК в специфичен протеин в цитоплазмата, се извършва върху рибозомите.

Какво е транскрипцията?

Процесът на транскрипция е първият етап от превръщането на генетичната информация в протеини. За разлика от репликацията не става въпрос за копиране на целия геном, а винаги само на определени части от веригата на ДНК.

В определен участък от ДНК верига, връзката към нейната допълваща се частична верига в двойната спирала се разрушава първо чрез разкъсване на водородните връзки. Добавянето на свободни нуклеотиди на РНК в зоната, която трябва да се копира, създава нов допълващ участък, който обаче се състои от рибонуклеинови киселини, а не от дезоксирибонуклеинови киселини, както в ДНК.

Полученият РНК сегмент на практика е работното копие на ДНК сегмента и се нарича пратеник РНК (мРНК). ИРНК, която възниква вътре в клетъчното ядро, се разделя от ДНК и се транспортира през клетъчната ядрена мембрана в цитозола, където се осъществява транслацията, превръщането на кодоните на РНК в съответната последователност на аминокиселини, т.е. синтеза на протеина.

Поредица от три (триплет) нуклеобази на тРНК, наречена кодон, определят по една аминокиселина всяка. Съгласно последователността на тРНК кодоните, съответните аминокиселини са събрани в полипептиди и протеини чрез пептидни връзки.

Функция и задача

В биологията транскрипцията изпълнява първия от двата основни процеса, които превръщат генетичната информация, която присъства като последователности на ДНК нуклеобази, в синтеза на протеини. Генетичната информация се състои от последователности от три, така наречените триплети или кодони, всяка от които означава аминокиселина, при което някои аминокиселини могат също да бъдат определени от различни кодони.

Функцията на транскрипцията се състои в производството на мРНК верига, чиито нуклеобази - в този случай рибонуклеинови бази, а не дезоксирибонуклеинови бази - съответстват на допълващия модел на експресирания ДНК сегмент. Така генерираната иРНК съответства на един вид отрицателен шаблон на експресирания ген сегмент, който може да се използва за еднократен синтез на кодирания протеин и след това отново се рециклира.

Вторият основен процес за конвертиране на генетична информация в специфични протеини е транслацията, в хода на която аминокиселините се съединяват и пептидно се свързват, за да образуват протеини според кодирането на тРНК.

Транскрипцията позволява генетичната информация да се чете избирателно и да се транспортира под формата на допълнителни копия от клетъчното ядро ​​в цитозола и независимо от съответния сегмент на ДНК да изгради протеините.

Едно от предимствата на транскрипцията е, че части от една верига на ДНК могат да бъдат експресирани за производството на иРНК, без целият ген да се излага на постоянни физиологични промени и по този начин рискува да мутира или промени по друг начин свойствата си.

Друго предимство на транскрипцията е така нареченото сплайсиране и други видове обработка на тРНК. Процесът на сплайсиране първо освобождава тРНК от така наречените интрони, от безфункционални кодони, които не кодират аминокиселини. В допълнение, адениновите нуклеотиди могат да бъдат прикрепени към мРНК, като се използва ензимната поли (А) полимераза.

При хората, както и при други бозайници, този придатък, наречен поли (А) опашка, се състои от около 250 нуклеотиди. Поли (А) опашката се скъсява с увеличаване на възрастта на молекулата на мРНК и определя нейния биологичен полуживот. Дори ако не всички функции и задачи на поли (А) опашката са достатъчно добре известни, изглежда поне сигурно, че тя предпазва молекулата на мРНК от разграждане и подобрява конвертируемостта (преносимостта) в протеин.

Болести и неразположения

Подобно на клетъчното делене, където могат да възникнат грешки в репликацията на генома, най-често срещаният проблем, свързан с транскрипцията, е „грешка в копирането“. Или кодонът се "забравя" по време на синтеза на мРНК, или неправилен мРНК кодон е създаден за определен ДНК кодон.

Изчислено е, че такава грешка в копирането възниква приблизително на всеки 1000-ти екземпляр. И в двата случая се синтезира протеин, който интегрира непреднамерена аминокиселина на поне едно място. Спектърът на ефекти варира от "незабележим" до пълна недостатъчност на синтезирания протеин.

Ако генна мутация се случи по време на репликация или поради други обстоятелства, мутиралата последователност на основата на ядрото се транскрибира, тъй като процесът на транскрипция не включва проверка на кодоните за "коректност".

Въпреки това, тялото има силен механизъм за възстановяване на ДНК, в който повече от 100 гена участват в човека. Механизмът се състои от усъвършенствана система за незабавно поправяне на генната мутация или замяна на повредена последователност от нуклеинова основа или по друг начин минимизиране на ефектите, ако предишните две възможности са елиминирани.

Фактът, че транскрипцията се извършва без предварително тестване на гените, крие риск, че транскрипцията може да участва и в разпространението на вируси, ако вирусите инжектират собствената си ДНК в клетката гостоприемник и причинят гостоприемната клетка да създаде генома на вирусите или части от тях чрез репликация или транскрипция. След това те могат да предизвикат съответното заболяване. По принцип това се отнася за всички видове вируси.