Biologi terminu "transkripcija" sauc par īpašu iedzimtas informācijas ieviešanas posmu, kura būtība ir saistīta ar gēna nolasīšanu un komplementāras RNS molekulas izveidošanu. Tas ir fermentatīvs process, kas ietver daudzu enzīmu un bioloģisko mediatoru darbu. Tajā pašā laikā lielākā daļa biokatalizatoru un mehānismu, kas ir atbildīgi par gēnu replikācijas izraisīšanu, zinātnei nav zināmi. Šī iemesla dēļ atliek detalizēti noskaidrot, kas ir transkripcija (bioloģijā) molekulārā līmenī.
Ģenētiskās informācijas realizācija
Mūsdienu zinātne par transkripciju, kā arī par iedzimtas informācijas pārsūtīšanu, nav labi zināma. Lielāko daļu datu var attēlot kā proteīnu biosintēzes posmu secību, kas ļauj izprast gēnu ekspresijas mehānismu. Olb altumvielu sintēze ir iedzimtas informācijas realizācijas piemērs, jo gēns kodē tā primāro struktūru. Katrai proteīna molekulai, vai tas būtu strukturāls proteīns, ferments vaistarpnieks, gēnos ir reģistrēta primārā aminoskābju secība.
Tiklīdz rodas nepieciešamība atkārtoti sintezēt šo proteīnu, sākas DNS "izpakošanas" un vēlamā gēna koda nolasīšanas process, pēc kura notiek transkripcija. Bioloģijā šāda procesa shēma sastāv no trīs nosacīti identificētiem posmiem: iniciācija, pagarināšana, izbeigšana. Taču pagaidām nav iespējams radīt konkrētus apstākļus to novērošanai eksperimenta laikā. Tie ir diezgan teorētiski aprēķini, kas ļauj labāk izprast enzīmu sistēmu līdzdalību gēna kopēšanas procesā RNS veidnē. Savā pamatā transkripcija ir RNS sintēzes process, kura pamatā ir despiralizēta 3'-5' DNS virkne.
Transkripcijas mehānisms
Jūs varat saprast, kas ir transkripcija (bioloģijā), izmantojot ziņojuma RNS sintēzes piemēru. Tas sākas ar gēna "atbrīvošanu" un DNS molekulas struktūras sakārtošanu. Kodolā iedzimtā informācija atrodas kondensētā hromatīnā, un neaktīvie gēni ir kompakti “iesaiņoti” heterohromatīnā. Tās despiralizācija ļauj atbrīvot vēlamo gēnu un padarīt to pieejamu lasīšanai. Pēc tam īpašs enzīms sadala divpavedienu DNS divās daļās, pēc tam tiek nolasīts 3'-5' virknes kods.
No šī brīža sākas pats transkripcijas periods. Enzīma DNS atkarīgā RNS polimerāze saliek RNS sākuma sekciju, kurai ir pievienots pirmais nukleotīds, komplementāriDNS veidnes reģiona 3'-5'-virkne. Turklāt RNS ķēde uzkrājas, kas ilgst vairākas stundas.
Bioloģijā transkripcijas nozīme tiek piešķirta ne tikai RNS sintēzes uzsākšanai, bet arī tās pārtraukšanai. Sasniedzot gēna beigu reģionu, tiek uzsākta lasīšanas pārtraukšana un tiek uzsākts fermentatīvs process, kura mērķis ir atdalīt no DNS atkarīgo RNS polimerāzi no DNS molekulas. Sadalītā DNS daļa ir pilnībā “savienota”. Tāpat transkripcijas laikā darbojas fermentu sistēmas, kas “pārbauda” nukleotīdu pievienošanas pareizību un, ja rodas sintēzes kļūdas, “izgriež” nevajadzīgās sadaļas. Šo procesu izpratne ļauj mums atbildēt uz jautājumu, kas ir transkripcija bioloģijā un kā tā tiek regulēta.
Reversā transkripcija
Transkripcija ir galvenais universālais mehānisms ģenētiskās informācijas pārnešanai no viena nesēja uz otru, piemēram, no DNS uz RNS, kā tas notiek eikariotu šūnās. Tomēr dažos vīrusos gēnu pārneses secība var būt apgriezta, tas ir, kods tiek nolasīts no RNS uz vienpavedienu DNS. Šo procesu sauc par reverso transkripciju, un ir lietderīgi apsvērt piemēru par cilvēka inficēšanos ar HIV vīrusu.
Reversās transkripcijas shēma izskatās kā vīrusa ievadīšana šūnā un tai sekojoša DNS sintēze, kuras pamatā ir tās RNS, izmantojot enzīmu reverso transkriptāzi (revertāzi). Šis biokatalizators sākotnēji atrodas vīrusa ķermenī un tiek aktivizēts, kad tas nonāk cilvēka šūnā. Tas ļaujsintezēt DNS molekulu ar ģenētisko informāciju no cilvēka šūnās atrodamajiem nukleotīdiem. Veiksmīgas reversās transkripcijas pabeigšanas rezultāts ir DNS molekulas veidošanās, kas ar integrāzes enzīma starpniecību tiek ievadīta šūnas DNS un to modificē.
Transkripcijas nozīme gēnu inženierijā
Svarīgi, ka šāda veida reversā transkripcija bioloģijā ļauj izdarīt trīs svarīgus secinājumus. Pirmkārt, vīrusiem filoģenētiskā ziņā vajadzētu būt daudz augstākiem par vienšūnu dzīvības formām. Otrkārt, tas ir pierādījums stabilas vienpavedienu DNS molekulas pastāvēšanai. Iepriekš pastāvēja uzskats, ka DNS ilgstoši var pastāvēt tikai divpavedienu struktūras veidā.
Treškārt, tā kā vīrusam nav jābūt informācijai par tā gēniem, lai tas integrētos inficēta organisma šūnu DNS, var pierādīt, ka jebkura organisma ģenētiskajā kodā var ievadīt patvaļīgus gēnus apgrieztā veidā. transkripcija. Pēdējais secinājums ļauj izmantot vīrusus kā gēnu inženierijas rīkus noteiktu gēnu iegulšanai baktēriju genomā.
