Bioloģijā transkripcijas process ietver DNS virknes segmenta replikāciju Messenger RNS virknē (mRNS). Pēc tam mRNS satur nukleīnās bāzes secību, kas ir komplementāra DNS fragmentam. Turpmākā transkripcija notiek kodolā visos eikariotos, ieskaitot cilvēkus, savukārt turpmākā tulkošana, mRNS translācija par konkrētu olbaltumvielu citoplazmā, notiek ribosomas.
Kas ir transkripcija?
Bioloģijā transkripcijas process ietver DNS virknes segmenta replikācijas procesu kurjera RNS (mRNS) virknē. Transkripcijas process ir pirmais posms ģenētiskās informācijas pārveidošanā par proteīni. Atšķirībā no replikācijas tas nenozīmē visa genoma kopijas ražošanu, bet vienmēr tikai specifiskus DNS virknes segmentus. Konkrētā DNS virknes sadaļā vispirms tiek pārtraukta saikne ar tās komplementāro apakšdzīslu dubultā spirālē, novēršot ūdeņradis obligācijas. Kopējamajā reģionā, pievienojot brīvus RNS nukleotīdus, tiek veidota jauna komplementāra apakšsadaļa, kas tomēr sastāv no ribonukleīnskābes skābes nevis dezoksiribonukleīnskābēm, kā DNS. Iegūtais RNS fragments faktiski ir DNS fragmenta darba kopija, un to sauc par Messenger RNS (mRNS). MRNS, kas veidojas kodola iekšienē, atdalās no DNS un tiek transportēta caur kodola membrānu citozolā, kur notiek translācija, RNS kodonu pārveidošana atbilstošajā aminoskābju secībā, ti, olbaltumvielu sintēze. vieta. Trīs nukleīnskābes secības (tripleti) bāzes uz mRNS, ko sauc par kodoniem, katrs nosaka vienu aminoskābi. Saskaņā ar mRNS kodonu secību atbilstošie aminoskābes tiek salikti caur peptīdu saitēm, veidojot polipeptīdus un proteīni.
Funkcija un uzdevums
Bioloģijā transkripcija izpilda pirmo no diviem galvenajiem procesiem, kas pārveido ģenētisko informāciju, kas ir pieejama kā DNS nukleīna sekvences bāzes, sintēzē proteīni. Ģenētiskā informācija sastāv no trīs sekvencēm, ko sauc par tripletiem vai kodoniem, no kuriem katrs apzīmē aminoskābi, kaut arī daži aminoskābes var definēt dažādi kodoni. Transkripcijas funkcija ir radīt mRNS virkni, kuras nukleīnais bāzes - šajā gadījumā ribonukleīnās bāzes, nevis dezoksiribonukleīnās bāzes - atbilst izteiktā DNS segmenta komplementārajam modelim. Tādējādi izveidotā mRNS atbilst sava veida negatīvajai ekspresētā veidnei gēns segmentu, kuru var izmantot vienreizējai kodētā proteīna sintēzei un pēc tam pārstrādāt. Otrais galvenais process ģenētiskās informācijas pārveidošanai par konkrētiem proteīniem ir tulkošana, kuras laikā aminoskābes ir savērtas kopā, veidojot olbaltumvielas saskaņā ar mRNS kodēšanu, un saistītas peptīdi. Transkripcija ļauj selektīvi nolasīt ģenētisko informāciju un transportēt no kodola citosolā komplementāru kopiju veidā un neatkarīgi no attiecīgā DNS segmenta veidot olbaltumvielas. Viena no transkripcijas priekšrocībām ir tā, ka atsevišķas DNS virknes daļas var izteikt, lai izveidotu mRNS, neatklājot visu gēns līdz pastāvīgām fizioloģiskām izmaiņām un tādējādi riskē mutēt vai citādi mainīt tā īpašības. Vēl viena transkripcijas priekšrocība ir tā sauktā splicēšana un citi mRNS apstrādes veidi. MRNS vispirms tiek atbrīvota no tā sauktajiem introniem, bezfunkcionālajiem kodoniem, kas nekodē aminogrāfi skābes, ar savienošanas procesu. Turklāt adenīna nukleotīdus mRNS var pievienot, izmantojot fermentu poli (A) polimerāzi. Cilvēkiem, tāpat kā citiem zīdītājiem, šis piedēklis, ko sauc par poli (A) asti, sastāv no apmēram 250 nukleotīdiem. Poli (A) asti saīsinās, kad mRNS molekula noveco, un nosaka tā bioloģisko pusperiodu. Kaut arī ne visas poli (A) astes funkcijas un uzdevumi ir pietiekami zināmi, šķiet vismaz skaidrs, ka tas aizsargā mRNS molekulu no degradācijas un uzlabo pārveidojamību (translatabilitāti) par olbaltumvielu.
Slimības un kaites
Līdzīgi kā šūnu dalīšanās gadījumā, kur genoma replikācijā var rasties kļūdas, visbiežāk ar transkripciju saistītā problēma ir “kopēšanas kļūda”. Vai nu kodons tiek “aizmirsts” mRNS sintēzes laikā, vai arī tiek izveidots nepareizs mRNS kodons konkrētam DNS kodonam. Tiek lēsts, ka šāda kopēšanas kļūda rodas aptuveni vienā tūkstoš eksemplāros. Abos gadījumos tiek sintezēts proteīns, kas integrē neparedzētu aminoskābi vismaz vienā vietā. Ietekmes spektrs svārstās no “nav pamanāms” līdz sintezētā proteīna pilnīgai neveiksmei. Ja gēns mutācija notiek replikācijas laikā vai citu apstākļu dēļ, mutētā nukleīnbāzes secība tiek transkribēta, jo transkripcijas process neietver kodonu pārbaudi par “pareizību”. Tomēr ķermenim ir atšķirīgs DNS atjaunošanas mehānisms, kurā iesaistīti vairāk nekā 100 cilvēku gēni. Mehānisms sastāv no sarežģītas gēnu mutācijas tūlītējas atjaunošanas vai bojātas nukleīnās bāzes secības aizstāšanas sistēmas vai seku mazināšanas, ja tiek izslēgtas pirmās divas iespējas. Fakts, ka transkripcija notiek bez iepriekšējas gēnu pārbaudes, rada risku, ka transkripcija var būt iesaistīta arī izplatībā vīrusi, ja vīrusi saimniekšūnā ievada savu DNS un liek saimniekšūnai replikēt vīrusu genomu vai tā daļas ar replikāciju vai transkripciju. Pēc tam tie var izraisīt attiecīgo slimību. Principā tas attiecas uz visiem vīrusi.
