Biologai terminą „transkripcija“vadina specialiu paveldimos informacijos įgyvendinimo etapu, kurio esmė slypi geno nuskaitymuose ir jam papildomos RNR molekulės kūrime. Tai fermentinis procesas, apimantis daugelio fermentų ir biologinių tarpininkų darbą. Tuo pačiu metu dauguma biokatalizatorių ir mechanizmų, atsakingų už genų replikaciją, mokslui nežinomi. Dėl to dar reikia išsamiai išsiaiškinti, kas yra transkripcija (biologijoje) molekuliniu lygiu.
Genetinės informacijos realizavimas
Šiuolaikinis mokslas apie transkripciją, taip pat apie paveldimos informacijos perdavimą, nėra gerai žinomas. Daugumą duomenų galima pavaizduoti kaip b altymų biosintezės etapų seką, kuri leidžia suprasti genų ekspresijos mechanizmą. B altymų sintezė yra paveldimos informacijos realizavimo pavyzdys, nes genas koduoja jo pirminę struktūrą. Kiekvienai b altymo molekulei, nesvarbu, ar tai struktūrinis b altymas, fermentas artarpininkas, genuose yra įrašyta pirminė aminorūgščių seka.
Kai tik prireikia pakartotinai sintetinti šį b altymą, prasideda DNR „išpakavimo“ir norimo geno kodo nuskaitymo procesas, po kurio vyksta transkripcija. Biologijoje tokio proceso schema susideda iš trijų etapų, sutartinai įvardijamų: iniciacijos, pailgėjimo, nutraukimo. Tačiau kol kas neįmanoma sukurti konkrečių sąlygų jų stebėjimui eksperimento metu. Tai gana teoriniai skaičiavimai, leidžiantys geriau suprasti fermentų sistemų dalyvavimą geno kopijavimo į RNR šabloną procese. Iš esmės transkripcija yra RNR sintezės procesas, pagrįstas despiralizuota 3'-5' DNR grandine.
Transkripcijos mechanizmas
Galite suprasti, kas yra transkripcija (biologijoje), naudodamiesi pasiuntinio RNR sintezės pavyzdžiu. Jis prasideda nuo geno „išleidimo“ir DNR molekulės struktūros sureguliavimo. Branduolys paveldima informacija yra kondensuotame chromatine, o neaktyvūs genai yra kompaktiškai "supakuoti" į heterochromatiną. Jo despiralizacija leidžia išsilaisvinti norimam genui ir padaryti jį prieinamu skaitymui. Tada specialus fermentas padalija dvigrandę DNR į dvi grandines, po kurių nuskaitomas 3'-5' grandinės kodas.
Nuo šio momento prasideda pats transkripcijos laikotarpis. Fermentas nuo DNR priklausoma RNR polimerazė surenka pradinę RNR sekciją, prie kurios yra prijungtas pirmasis nukleotidas. DNR šablono srities 3'-5' grandinė. Be to, kaupiasi RNR grandinė, kuri trunka keletą valandų.
Biologijoje transkripcijos svarba suteikiama ne tik RNR sintezės inicijavimui, bet ir jos nutraukimui. Pasiekus baigiamąją geno sritį, pradedamas skaitymo nutraukimas ir prasideda fermentinis procesas, kurio tikslas - atskirti nuo DNR priklausomą RNR polimerazę nuo DNR molekulės. Padalinta DNR dalis yra visiškai „susieta“. Taip pat transkripcijos metu veikia fermentų sistemos, kurios „patikrina“nukleotidų pridėjimo teisingumą ir, jei atsiranda sintezės klaidų, „išpjauna“nereikalingas dalis. Šių procesų supratimas leidžia atsakyti į klausimą, kas yra transkripcija biologijoje ir kaip ji reguliuojama.
Atvirkštinė transkripcija
Transkripcija yra pagrindinis universalus genetinės informacijos perdavimo iš vieno nešiklio į kitą mechanizmas, pavyzdžiui, iš DNR į RNR, kaip tai vyksta eukariotinėse ląstelėse. Tačiau kai kuriuose virusuose genų perdavimo seka gali būti atvirkštinė, tai yra, kodas nuskaitomas iš RNR į viengrandę DNR. Šis procesas vadinamas atvirkštine transkripcija, todėl reikėtų atsižvelgti į žmogaus užsikrėtimo ŽIV virusu pavyzdį.
Atvirkštinės transkripcijos schema atrodo kaip viruso įvedimas į ląstelę ir vėlesnė DNR sintezė remiantis jos RNR naudojant fermentą atvirkštinę transkriptazę (revertazę). Šis biokatalizatorius iš pradžių yra viruso organizme ir suaktyvinamas, kai patenka į žmogaus ląstelę. Tai leidžiasusintetinti DNR molekulę su genetine informacija iš žmogaus ląstelėse randamų nukleotidų. Sėkmingai užbaigus atvirkštinę transkripciją, susidaro DNR molekulė, kuri per integrazės fermentą patenka į ląstelės DNR ir ją modifikuoja.
Transkripcijos svarba genų inžinerijoje
Svarbu, kad tokia atvirkštinė transkripcija biologijoje leidžia daryti tris svarbias išvadas. Pirma, kad virusai filogenetine prasme turėtų būti daug aukštesni nei vienaląsčių gyvybės formų. Antra, tai įrodo stabilios vienos grandinės DNR molekulės egzistavimo galimybę. Anksčiau buvo manoma, kad DNR gali egzistuoti ilgą laiką tik dvigrandės struktūros pavidalu.
Trečia, kadangi virusui nereikia turėti informacijos apie savo genus, kad jis galėtų integruotis į užkrėsto organizmo ląstelių DNR, galima įrodyti, kad atsitiktiniai genai gali būti įvesti į bet kurio organizmo genetinį kodą atvirkštiniu būdu. transkripcija. Pastaroji išvada leidžia naudoti virusus kaip genų inžinerijos įrankius tam tikriems genams įterpti į bakterijų genomą.
