Biologit kutsuvat termiä "transkriptio" erityiseksi vaiheeksi perinnöllisen tiedon toteuttamisessa, jonka ydin on geenin lukeminen ja sille täydentävän RNA-molekyylin rakentaminen. Se on entsymaattinen prosessi, johon liittyy monien entsyymien ja biologisten välittäjien työ. Samaan aikaan useimmat biokatalyytit ja geenin replikaation käynnistämisestä vastaavat mekanismit ovat tieteen tuntemattomia. Tämän vuoksi jää nähtäväksi yksityiskohtaisesti, mitä transkriptio on (biologiassa) molekyylitasolla.
Geneettisen tiedon toteutuminen
Nykyaikainen tiede transkriptiosta ja perinnöllisen tiedon välittämisestä ei ole hyvin tunnettu. Suurin osa tiedoista voidaan esittää proteiinibiosynteesin vaiheiden sekvenssinä, mikä mahdollistaa geenin ilmentymisen mekanismin ymmärtämisen. Proteiinisynteesi on esimerkki perinnöllisen tiedon realisoinnista, koska geeni koodaa sen primäärirakennetta. Jokaiselle proteiinimolekyylille, olipa se sitten rakenneproteiini, entsyymi taivälittäjä, geeneihin on tallennettu primaarinen aminohapposekvenssi.
Heti kun tämä proteiini on tarpeen syntetisoida uudelleen, DNA:n "purkaminen" ja halutun geenin koodin lukeminen alkaa, minkä jälkeen tapahtuu transkriptio. Biologiassa tällaisen prosessin järjestelmä koostuu kolmesta tavanomaisesti tunnistetusta vaiheesta: aloitus, pidentyminen, lopetus. Kuitenkaan ei ole vielä mahdollista luoda erityisiä olosuhteita niiden havainnointiin kokeen aikana. Nämä ovat melko teoreettisia laskelmia, jotka mahdollistavat paremman ymmärryksen entsyymijärjestelmien osallistumisesta prosessiin, jossa geeni kopioidaan RNA-templaattiin. Transkriptio on pohjimmiltaan RNA-synteesiprosessi, joka perustuu despiralisoituun DNA:n 3'-5'-juosteeseen.
Transkriptiomekanismi
Voit ymmärtää mitä transkriptio on (biologiassa) käyttämällä lähetti-RNA-synteesin esimerkkiä. Se alkaa geenin "vapauttamisesta" ja DNA-molekyylin rakenteen kohdistamisesta. Ytimessä perinnöllinen informaatio sijaitsee kondensoituneessa kromatiinissa ja inaktiiviset geenit ovat kompaktisti "pakattu" heterokromatiiniin. Sen despiralisointi mahdollistaa halutun geenin vapautumisen ja asettamisen luettavaksi. Sitten erityinen entsyymi jakaa kaksijuosteisen DNA:n kahdeksi juosteeksi, minkä jälkeen luetaan 3'-5'-juostekoodi.
Tästä hetkestä lähtien itse transkriptiojakso alkaa. Entsyymi DNA-riippuvainen RNA-polymeraasi kokoaa RNA:n aloitusosan, johon on kiinnittynyt ensimmäinen nukleotidi, komplementaarinenDNA-templaattialueen 3'-5'-juoste. Lisäksi RNA-ketju kerääntyy, mikä kestää useita tunteja.
Transkription merkitys biologiassa ei ole annettu vain RNA-synteesin aloittamiselle, vaan myös sen lopettamiselle. Geenin päätealueen saavuttaminen käynnistää lukemisen lopettamisen ja johtaa entsymaattisen prosessin käynnistämiseen, jonka tarkoituksena on irrottaa DNA-riippuvainen RNA-polymeraasi DNA-molekyylistä. Jaettu DNA:n osa on täysin "silloitettu". Myös transkription aikana toimivat entsyymijärjestelmät, jotka "tarkistavat" nukleotidien lisäyksen oikeellisuuden ja synteesivirheiden sattuessa "leikkaavat" tarpeettomia osia. Näiden prosessien ymmärtäminen antaa meille mahdollisuuden vastata kysymykseen, mitä transkriptio biologiassa on ja miten sitä säädellään.
Käänteinen transkriptio
Transkriptio on universaali perusmekanismi geneettisen tiedon siirtämiseksi kantajasta toiseen, esimerkiksi DNA:sta RNA:han, kuten eukaryoottisoluissa tapahtuu. Joissakin viruksissa geeninsiirtosekvenssi voi kuitenkin olla käänteinen, toisin sanoen koodi luetaan RNA:sta yksijuosteiseen DNA:han. Tätä prosessia kutsutaan käänteistranskriptioksi, ja on tarkoituksenmukaista tarkastella esimerkkiä ihmisen tartunnasta HIV-viruksella.
Käänteistranskriptiokaavio näyttää viruksen viemisestä soluun ja sen RNA:han perustuvan DNA:n synteesiltä käänteiskopioijaentsyymin (revertaasi) avulla. Tämä biokatalyytti on alun perin läsnä viruskehossa ja aktivoituu, kun se pääsee ihmissoluun. Se salliisyntetisoi DNA-molekyylin geneettisellä tiedolla ihmissoluista löytyvistä nukleotideistä. Käänteistranskription onnistuneen loppuun saattamisen tuloksena syntyy DNA-molekyyli, joka integraasientsyymin kautta viedään solun DNA:han ja modifioi sitä.
Transkription merkitys geenitekniikassa
Tärkeää on, että tällainen biologian käänteinen transkriptio johtaa kolmeen tärkeään johtopäätökseen. Ensinnäkin virusten tulee olla fylogeneettisesti paljon korkeampia kuin yksisoluisten elämänmuotojen. Toiseksi tämä on todiste stabiilin yksijuosteisen DNA-molekyylin olemassaolosta. Aikaisemmin oli mielipide, että DNA voi olla olemassa pitkään vain kaksijuosteisena rakenteena.
Kolmanneksi, koska viruksella ei tarvitse olla tietoa geeneistään integroituakseen tartunnan saaneen organismin solujen DNA:han, voidaan osoittaa, että minkä tahansa organismin geneettiseen koodiin voidaan lisätä mieliv altaisia geenejä käänteisellä tavalla. transkriptio. Jälkimmäinen johtopäätös sallii virusten käytön geenitekniikan työkaluina tiettyjen geenien upottamiseksi bakteerien genomiin.
