Suprasti esminius gyvybės egzistavimo pagrindus neįmanoma be aiškaus paveldimos informacijos perdavimo ir jos įgyvendinimo supratimo. Organizmo genų saugojimas realizuojamas per chromosomas, kuriose supakuotos skirtingos DNR dalys, koduojančios tam tikro b altymo pirminę aminorūgščių seką. O genetinės informacijos įgyvendinimas ir jos perdavimas paveldėjimo būdu pasiekiamas ją kopijuojant. Šis procesas vadinamas „transkripcija“. Biologijoje tai reiškia, kad reikia perskaityti genų skyriaus kodą ir pagal jį susintetinti b altymų biosintezės šabloną.
Molekulinis transkripcijos pagrindas
Transkripcija yra fermentinis procesas, prieš kurį „išpakuojama“DNR molekulė ir suteikiama prieiga nuskaityti konkretų geną. Tada dvigrandėje DNR molekulėje įjungtaPradiniame skyriuje vandenilio ryšiai tarp nukleotidų nutrūksta 4 kadonus. Nuo šio momento prasideda transkripcijos inicijavimo fazė biologijoje, susijusi su nuo DNR priklausomos RNR polimerazės prisijungimu prie DNR makropolimero.
Natūralus iniciacijos rezultatas yra pasiuntinio RNR pradinės vietos sintezė, ir kai tik prie jos prisijungia pirmasis komplementarus nukleotidas ir įvyksta nuo DNR priklausomos RNR polimerazės translokacija, reikia kalbėti apie pradžią. pailgėjimo stadijoje. Jo esmė susilpnėja iki laipsniško nuo DNR priklausomos RNR polimerazės judėjimo išilgai DNR molekulės 3`-5` kryptimi, nupjaunant DNR vandenilio ryšius priekyje ir atkuriant juos už nugaros, taip pat prijungiant komplementarų nukleotidą prie augančiojo. RNR šablono grandinė.
Fermento DNR priklausoma RNR polimerazė katalizuoja nukleotido pridėjimą prie RNR, o kitos fermentų sistemos yra atsakingos už vandenilinių jungčių nuskaitymą, atskyrimą ir jų mažinimą. Visi jie yra toje vietoje, kur vyksta transkripcija. Biologija leidžia taikyti žymėtų atomų metodą ir patvirtinti didžiausios jų koncentracijos ląstelių branduoliuose faktą.
Transkripcijos laiko juosta
Laboratorinėmis sąlygomis tyrėjų grupės „Žmogaus genomas“mokslininkams pavyko dirbtinai susintetinti pačią DNR molekulę ir išsaugoti joje esantį genetinį kodą. Šis procesas truko daugiau nei 2 dešimtmečius, neskaitant ilgo pasiruošimo. Įdomu, kaip greitai šie procesai vyksta gyvoje ląstelėje. Pagrindinis tyrimo metodasvertimas ir transkripcija – molekulinė biologija. Ir nors ji vis dar patiria sunkumų, susijusių su tuo, kad neįmanoma vizualiai parodyti šių procesų, yra tam tikrų įrodymų, susijusių su b altymų biosintezės laiku.
Ypač genetinės informacijos „išpakavimo“procesas gali užtrukti 16–48 valandas, o norimo geno transkripcija – apie 4–8 valandas. Vienos mažos b altymo molekulės, pagrįstos pasiuntinio RNR, sintezė užtruks apie 4–24 valandas, o po to prasideda jos „brendimo“etapas. Tai reiškia savaiminį b altymo pakavimą į antrinę, o paskui į tretinę struktūrą. Jei b altymą reikia modifikuoti po sintezės, šis procesas gali užtrukti apie savaitę ar ilgiau.
Ląstelių struktūros, kuriose vyksta transkripcija ir transliacija, vis plačiau tiriamos biologijoje. Tuo pačiu metu buvo galima apskaičiuoti, kad eukariotinėse ląstelėse, turinčiose didelį genetinės medžiagos rinkinį, paprastos insulino molekulės sintezė trunka apie 16 valandų. Genetiškai modifikuota Escherichia coli sugeba susintetinti tokią molekulę per 4 valandas. Didelių tretinės ir ketvirtinės struktūros b altymų atveju jų sintezės ir galutinio susidarymo procesas gali užtrukti apie 2 savaites.
Transkripcijos fermentų lokalizavimas
Toks procesas kaip transkripcija (biologijoje) vyksta tiesioginio paveldimos informacijos saugojimo vietoje. Eukariotinėse ląstelėse tai yra ląstelės branduolys, o ikibranduolinėse gyvybės formose – citoplazma. viruso fermentasatvirkštinė transkriptazė veikia užkrėstų ląstelių branduoliuose. Tuo pačiu metu mitochondrijų nukleorūgštys, kurios yra genų rinkinys, taip pat pereina transkripcijos stadiją. Biologijos ir genetikos srityse šių procesų pobūdis vis dar nežinomas.
Tačiau faktas, kad yra žmogaus mitochondrijų ligų, kurias paveldi palikuonys, patvirtina DNR replikaciją, o transkripcija yra būtinas žingsnis. Tai reiškia, kad toks procesas gali vykti keliose ląstelių struktūrose: eukariotuose tai yra mitochondrijos ir ląstelės branduolys, o prokariotuose – citoplazmoje ir plazmidėse.
Biosintetinių procesų lokalizavimas
Vietos, kuriose vyksta transkripcija ir transliacija (biologijoje), yra skirtingos, nes b altymų molekulių sintezė ląstelės branduolyje tiesiog negali vykti. Pirminės struktūros surinkimas vyksta ląstelės ribosominiame aparate, kuris daugiausia koncentruojasi citoplazmoje ant šiurkštaus endoplazminio tinklo membranos.
Labai išsivysčiusiose ląstelėse, kurios išsiskiria dideliu naujų b altymų molekulių surinkimo greičiu, sintezė daugiausia vyksta poliribosomose. Tačiau bakterinėse ir labai specializuotose ląstelėse biosintezė gali vykti skirtingose citoplazmos ribosomose. Virusų kūnai neturi savo sintetinio aparato ir organelių, todėl išnaudoja užkrėstų ląstelių struktūras.
