Genetika

Transkripcija DNK

Kaj je transkripcija DNK?

The Transkripcija DNK Postopek, s katerim se podatki, ki jih vsebuje deoksiribonukleinska kislina, kopirajo v obliki podobne molekule, RNA, bodisi kot prejšnji korak za sintezo beljakovin ali za tvorbo molekul RNA velik pomen (regulacija genetske ekspresije, signalizacije itd.).

Čeprav ni res, da vsi geni organizma kodirajo za beljakovine, je, da vse beljakovine celice, bodisi evkariontske bodisi prokariote, kodirajo en ali več genov, kjer je vsaka aminokislina predstavljena z nizom treh DNK baze (kodon).

Eukariontska obdelava genov (vir: Leonid 2/cc BY-SA (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/3.0) prek Wikimedia Commons)

Sinteza polipeptidne verige, ki pripada vsakemu celičnemu proteinu, se pojavi zahvaljujoč dvema temeljnimi procesi: transkripcija in prevod; Oba izjemno regulirana, saj gre za dva procesa, ki sta zelo pomembna za delovanje katerega koli živega organizma.

Kaj je transkripcija DNK?

Transkripcija pomeni tvorbo "plesni" molekule RNA, znane kot "messenger RNA" (RNM) iz zaporedja "vzorca", kodiranega v območju DNK, ki ustreza genu, ki ga je treba prepisati.

Ta postopek izvede encim, imenovan RNA polimeraza, ki prepozna posebna mesta v zaporedju DNK, se veže nanje, odpre pramen DNA in sintetizira molekulo RNA z uporabo enega od teh dopolnilnih pramenov, kot sta plesen ali vzorec Še eno posebno zaporedje pridržanja.

Prevod je na drugi strani postopek, skozi katerega se pojavlja sinteza beljakovin. Sestavljen je iz "branja" informacij iz RNM, ki je bil prepisan iz gena, v "prevodu" kodonov DNK v aminokislinah in v tvorbi polipeptidne verige.

Prevod nukleotidnih sekvenc mRNA izvajajo encimi, znani kot aminoacil-ant sinteticas, zahvaljujoč udeležbi drugih molekul RNA, znanih kot "prenos RNA" (ARNT), ki so antikodoni, ki jih vsebuje RNM, ki so zvesta kopija DNK zaporedja gena.

Transkripcija v evkariotih (postopek)

Med transkripcijo v evkariotih se DNK uporablja kot kalup za ustvarjanje pramena messenger RNA s pomočjo encima RNA polimeraze

V evkariontskih celicah se proces transkripcije pojavlja znotraj jedra, ki je glavna znotrajcelična organela, kjer je DNK vsebovana v kromosomih. Začnite z "kopijo" kodirne regije gena, ki je prepisana v preprosti molekuli pasu, znani kot Messenger RNA (RNM).

Ker je DNK omejena v tej organeli, molekule MRNM delujejo kot posredniki ali prevozniki pri prenosu genetskega sporočila iz jedra v citosol, kjer se pojavlja prevod RNA in vsi biosintetski stroji za sintezo beljakovin (ribosomas se pojavi (ribosomas ).

Kaj so evkariotski geni?

Gen je sestavljen iz zaporedja DNK, katerega značilnosti določajo njegovo funkcijo, saj je vrstni red nukleotidov v omenjenem zaporedju tisti, ki določa njegovo transkripcijo in kasnejši prevod (v primeru tistih, ki kodirajo za beljakovine).

Vam lahko služi: kakšne so veje genetike?

Ko je gen prepisan, to je, ko so vaši podatki kopirani v obliki RNA, je rezultat lahko nekodirajoča RNA (RNANC), ki ima neposredne funkcije pri uravnavanju genetske ekspresije, v celični signalizaciji itd., Ali pa je lahko messenger RNA (RNM), ki bo nato prevedena v aminokislinsko zaporedje v peptidu.

Predstavitev strukture evkariontskega gena.Org/licence/by/4.0) prek Wikimedia Commons)

Da ima gen funkcionalen produkt v obliki RNA ali beljakovin, je odvisen od določenih elementov ali regij, ki so prisotni v njegovem zaporedju.

Geni, evkarioti ali prokarioti imajo dva pramena DNK, enega znanega kot "smisel" in drugi "anticentrid". Encimi, zadolženi za prepisovanje teh sekvenc, "berejo" samo enega od obeh pramenov, običajno "smisel" ali "kodiranje", ki ima "smer" 5'-3 ".

Vsak gen ima na svojih koncih regulativne sekvence:

Če so zaporedja pred kodiranjem (ki bo prepisana), so znane kot "promotorji".
Če jih ločijo številne kilobaze, so to lahko "dušilec" ali "izboljšan".
Tista zaporedja, ki so bližje regiji 3 'genov, so običajno terminatorji, ki kažejo na polimerazo, ki jo je treba ustaviti in dokončati transkripcijo (ali podvajanje, kot je primer).

Promocijsko območje je razdeljeno na distalno in proksimalno, glede na bližino kodirnega območja. To je na 5 'koncu gena in mesto prepozna enzima RNA polimerazo in druge beljakovine, da začne transkripcijo DNK na RNA.

V proksimalnem delu promocijske regije se lahko pridružijo transkripcijski faktorji, ki lahko spreminjajo afiniteto encima v zaporedje, ki se bo prepisovalo, zato so pozitivni ali negativno regulirani s transkripcijo genov.

Področja izboljšanja in dušilca so odgovorna tudi za uravnavanje genetske transkripcije s spreminjanjem "aktivnosti" promocijskih regij s svojo zvezo z aktiviranjem elementov ali zatiranja "navzgor" zaporedje kodiranja gena.

Govori se, da so evkariontski geni vedno "izklopljeni" ali "potlačeni" privzeto, zato potrebujejo svojo aktivacijo s promocijskimi elementi, da se izrazijo (prepisovanje).

Ki so zadolženi za prepisovanje?

Ne glede na telo, transkripcijo izvede skupina encimov, imenovanih polimerazni RNA, ki so podobni encimom, ki so zadolženi za razmnoževanje DNK, ko je treba razdeliti celico Iz enega od DNK pramenov gena, ki je prepisan.

Polimerazne RNA so veliki encimski kompleksi, sestavljeni iz številnih podenot. Obstajajo različne vrste:

RNA polimeraza I (Pol I): ki prepisujejo gene, ki kodirajo "veliko" ribosomsko podenoto.
RNA polimeraza II (Pol II): ki prepisujejo gene, ki kodirajo beljakovine in proizvajajo mikro ARN.
RNA polimeraza III (Pol III): ki proizvajajo prenosno RNA, ki se uporablja med prevodom, in tudi RNA, ki ustreza majhni podenoti ribosoma.
RNA polimeraza IV in V (Pol IV in Pol V): značilni so za rastline in so odgovorni za transkripcijo majhnih interferenčnih RNA.

Kakšen je postopek?

Transkripcija evkariontskih genov (vir: ERINP.5000/cc BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0) prek Wikimedia Commons)

Genetska transkripcija je postopek, ki ga je mogoče proučiti, kot je razdeljen na tri faze: iniciacija, podaljšanje in odpoved.

Vam lahko služi: pseudogenes

Začetek

Med iniciacijo promocijsko območje, ki promovira gensko, deluje kot mesto prepoznavanja za RNA polimerazo. Tu je nadzorovana večina genetske ekspresije

RNA polimeraza (kot primer smo postavili na RNA polimerazo II) se pridruži zaporedju promocijskega območja, ki je sestavljen iz oddelka od 6 do 10 baznih parov na 5 'koncu gena, običajno približno 35 parov baz iz začetno mesto prepisovanja.

Zveza RNA polimeraze vodi v "odpiranje" dvojnega propelerja DNK, ki ločuje komplementarne pramene. Sinteza RNA se začne na mestu, znanem kot "mesto iniciacije" in se pojavlja v naslovu 5'-3 ', torej "navzdol" ali od leve proti desni.

Začetek transkripcije, posredovane s polimeraznimi RNA, je odvisno od sočasne prisotnosti faktorjev transkripcije beljakovin, znanih kot splošni transkripcijski faktorji, ki prispevajo k "lokaciji" encima v promotorskem območju.

Potem ko se je encim začel polimerizirati, je to "odmaknjeno" tako iz promocijskega zaporedja kot za splošne transkripcijske faktorje.

Raztezanje

Med raztezanjem PNAL polimeraza drsi skozi verigo, ki služi kot kalup

Pojavi se, saj se RNA polimeraza "premika" vzdolž zaporedja DNK in v rastočo RNA doda komplementarne ribonukleotide z pramenom DNK, ki služi kot "plesen". Ko polimerazna RNA "prehaja" skozi pramen DNK.

Polimerizacija, ki jo izvaja RNA polimeraza, je sestavljena iz nukleofilnih napadov kisika v položaju 3 'naraščajoče verige RNA do "alfa" fosfata naslednjega nukleotidnega predhodnika, ki se bo dodal s posledično tvorbo fosfodiésterja in sproščanja A molekula pirofosfata (PPI).

Set, ki ga sestavljajo pramen DNA, RNA polimeraza in nit nastajajoče RNA, je znan kot mehurček ali transkripcijski kompleks.

Prekinitev

Ko RNA polimeraza doseže terminalno območje gena, je transkripcijski glasnik dokončan. Potem se disociirajo polirazna RNA, veriga DNA in transkripcijska messenger RNA

Prekinitev poteka, ko polimeraza doseže zaporedje zaključka, ki je logično nameščeno "navzdol" na mestu iniciacije transkripcije. Ko se to zgodi, sta encim in sintetizirana RNA "izklopljena" iz zaporedja DNK, ki je prepisano.

Prekinitveno območje je običajno sestavljeno iz zaporedja DNK, ki je sposobno "zložiti" na sebi in tvori strukturo "zanke" (angleščina Zanka za lase).

Po prenehanju je sintetizirani sklop RNA znan kot primarno prepisano, ki se sprosti iz transkripcijskega kompleksa, po katerem se lahko ali ne preganja ali se lahko preganja po transkripcijskem (pred prevodom beljakovin, če je potrebno) s postopkom, imenovanim " Corte in empalme ".

Transkripcija v prokariotah (postopek)

Ker prokariontske celice nimajo jedra, zavito z membrano, se transkripcija pojavi v citosolu, v "jedrskem" območju, kjer je kromosomska DNK koncentrirana (bakterije imajo krožni kromosom).

Vam lahko služi: izohromosom: definicija, izvor, povezane patologije

Na ta način je povečanje citosolne koncentracije danega proteina v prokariotih bistveno hitrejše kot pri evkariotih, saj se procesi transkripcije in prevajanja pojavljajo v istem razdelku.

Kako so prokarioti?

Prokariontske agencije imajo gene, ki so zelo podobni evkarioti: prva uporabljajo tudi promocijske in regulativne regije za transkripcijo, čeprav je pomembna razlika povezana z dejstvom, da promocijsko območje pogosto zadostuje za doseganje "močnega" izražanja genov.

V tem smislu je pomembno omeniti, da na splošno prokarioti vedno privzeto "gorejo".

Promocijska regija je povezana z drugo regijo, običajno "navzgor", ki jo urejajo represivne molekule in je znana kot "operativna regija".

Predstavitev strukture prokariontskega gena.Org/licence/by/4.0) prek Wikimedia Commons)

Razlika v transkripciji med prokarioti in evkarioti je v tem, da so evkariontski glasniki običajno monocistronika, torej vsak vsebuje informacije za sintezo enega samega proteina, medtem ko je v prokarioti lahko monocistronike ali polistonike, kjer lahko samo en RNM vsebuje informacije za samo en RNM informacije Dva ali več beljakovin.

Tako je dobro znano, da na primer prokariotski geni, ki kodificirajo beljakovine s podobnimi presnovnimi funkcijami.

Prokariontski geni so gosto pakirani, brez številnih nekodiranih regij med njimi, zato jih je mogoče takoj prepisati v molekule RNA, ki jih lahko takoj prevedemo v beljakovine (evkariontski arnmi pogosto potrebujejo poznejšo obdelavo).

Kaj je prokariotska polimeraza RNA?

Prokariotski organizmi, kot so bakterije, na primer uporabljajo isti encim RNA polimeraze, da prepisujejo vse svoje gene, to je tisti, ki kodirajo za ribosomalne podenote, in tiste, ki kodirajo za različne celične beljakovine.

V bakterijah In. coli RNA polimeraza je sestavljena iz 5 polipeptidnih podenot, od katerih sta dve enaki. Podeje α, α, β, β 'obsegajo osrednji del encima in se med vsakim dogodkom transkripcije sestavljajo in de -oslabs.

Α podenote so tiste, ki omogočajo združitev med DNK in encimom; Β podenota se veže na ribonukleotidi trifosfat, ki bo polimeriziran glede na plesni DNK v naraščajoči molekuli mRNA in β podenota se veže na omenjeni pramen plesni.

Peta podenota, znana kot σ sodeluje pri začetku transkripcije in je tisti, ki daje specifičnost polimerazi.