transkripce

Proces transkripce V biologii to zahrnuje proces replikace části řetězce DNA do řetězce messenger RNA (mRNA). MRNA pak obsahuje sekvenci nukleové báze, která je komplementární k části DNA. Následná transkripce probíhá ve všech eukaryotech, tj. Také u lidí, v buněčném jádru, zatímco následná translace, translace mRNA do specifického proteinu v cytoplazmě, probíhá na ribozomech.

Jaký je přepis?

Proces transkripce představuje první fázi přeměny genetické informace na proteiny, na rozdíl od replikace nejde o vytvoření kopie celého genomu, ale vždy pouze o určité části řetězce DNA.

V určité části řetězce DNA je nejprve přerušena vazba na její komplementární částečný řetězec ve dvojité spirále přerušením vodíkových vazeb. Přidání volných nukleotidů RNA do oblasti, která má být kopírována, vytváří novou komplementární sekci, která však sestává z ribonukleových kyselin a nikoli deoxyribonukleových kyselin jako v DNA.

Výsledný segment RNA je prakticky pracovní kopií segmentu DNA a nazývá se messenger RNA (mRNA). MRNA, která vzniká v buněčném jádru, se oddělí od DNA a je transportována přes buněčnou jadernou membránu do cytosolu, kde dochází k translaci, konverzi RNA kodonů na odpovídající aminokyselinovou sekvenci, tj. Syntézu proteinu.

Sekvence tří (tripletů) nukleobáz na mRNA, nazývaných kodon, určuje vždy jednu aminokyselinu. V souladu se sekvencí kodonů mRNA jsou odpovídající aminokyseliny spojeny do polypeptidů a proteinů prostřednictvím peptidových vazeb.

Funkce a úkol

V biologii transkripce splňuje první ze dvou hlavních procesů, které převádějí genetickou informaci, která je přítomna jako sekvence DNA nukleobáz, na syntézu proteinů. Genetická informace sestává ze sekvencí tří tzv. Tripletů nebo kodonů, z nichž každá znamená aminokyselinu. Některé aminokyseliny lze také definovat různými kodony.

Funkce transkripce spočívá v produkci řetězce mRNA, jehož nukleobáze, v tomto případě ribonukleinové báze a nikoliv deoxyribonukleinové báze, odpovídají komplementárnímu vzoru exprimovaného segmentu DNA. Generovaná mRNA tedy odpovídá jakémukoli negativnímu templátu exprimovaného genového segmentu, který může být použit pro jednorázovou syntézu kódovaného proteinu a je znovu recyklován.

Druhým hlavním postupem pro přeměnu genetické informace na specifické proteiny je translace, během které jsou aminokyseliny navléknuty dohromady podle kódování mRNA za vzniku proteinů a peptidicky jsou vzájemně spojeny.

Transkripce umožňuje, aby genetická informace byla čtena selektivně a transportována ve formě komplementárních kopií z buněčného jádra do cytosolu a nezávisle na odpovídajícím segmentu DNA, aby se vytvořily proteiny.

Jednou z výhod transkripce je to, že části jediného řetězce DNA mohou být exprimovány pro produkci mRNA bez toho, aby byl celý gen vystaven neustálým fyziologickým změnám, a tím by hrozilo riziko mutace nebo jiné změny jeho vlastností.

Další výhodou transkripce je tzv. Sestřih a další typy zpracování mRNA. Proces sestřihu nejprve uvolní mRNA z tzv. Intronů, z nefunkčních kodonů, které nekódují aminokyseliny. Kromě toho mohou být adeninové nukleotidy navázány na mRNA pomocí enzymu poly (A) polymerázy.

U lidí, stejně jako u jiných savců, se tento přívěsek, nazývaný poly (A) ocas, skládá z asi 250 nukleotidů. Poly (A) ocas se zkracuje s rostoucím věkem molekuly mRNA a určuje jeho biologický poločas. I když ne všechny funkce a úkoly poly (A) ocasu jsou dostatečně dobře známy, zdá se přinejmenším jisté, že chrání molekulu mRNA před degradací a zlepšuje převoditelnost (translatibilitu) na protein.

Nemoci a nemoci

Podobně jako dělení buněk, kde se mohou vyskytnout chyby v replikaci genomu, je nejčastějším problémem spojeným s transkripcí „chyba kopírování“. Při syntéze mRNA je „zapomenut“ buď kodon, nebo je pro určitý kodon DNA vytvořen nesprávný kodon mRNA.

Odhaduje se, že k takové chybě kopírování dochází přibližně v každé 1 000. kopii. V obou případech je syntetizován protein, který integruje nezamýšlenou aminokyselinu na alespoň jednom místě. Spektrum účinků sahá od „neznatelných“ po úplné selhání syntetizovaného proteinu.

Pokud dojde k genové mutaci během replikace nebo v důsledku jiných okolností, je sekvence mutované nukleové báze přepsána, protože proces transkripce nezahrnuje kontrolu „správnosti“ kodonů.

Tělo má však dobře vyvinutý mechanismus opravy DNA, ve kterém je u lidí zapojeno více než 100 genů. Mechanismus spočívá v sofistikovaném systému okamžité opravy genové mutace nebo nahrazení poškozené sekvence nukleové báze, nebo také minimalizaci účinků, pokud jsou eliminovány předchozí dvě možnosti.

Skutečnost, že transkripce probíhá bez předchozího testování genů, nese riziko, že transkripce může být také zapojena do šíření virů, pokud viry vstříknou svou vlastní DNA do hostitelské buňky a způsobí, že hostitelská buňka vytvoří genom virů nebo jejich částí replikací nebo transkripcí. Ty pak mohou vyvolat odpovídající nemoc. V zásadě to platí pro všechny typy virů.