Razumevanje temeljnih temeljev obstoja življenja je nemogoče brez jasnega razumevanja prenosa dednih informacij in njihovega izvajanja. Shranjevanje telesnih genov poteka preko kromosomov, v katere so pakirani različni deli DNK, ki kodirajo primarno aminokislinsko zaporedje določenega proteina. In implementacija genetske informacije in njen prenos z dedovanjem se doseže z njenim kopiranjem. Ta postopek se imenuje "transkripcija". V biologiji pomeni prebrati kodo genskega odseka in na podlagi tega sintetizirati predlogo za biosintezo beljakovin.
Molekularna osnova transkripcije
Transkripcija je encimski proces, pred katerim se "razpakira" molekula DNK in zagotovi dostop za branje določenega gena. Nato v dvoverižni molekuli DNK naprejV začetnem delu se vodikove vezi med nukleotidi pretrgajo za 4 kadone. Od tega trenutka se začne faza iniciacije transkripcije v biologiji, povezana s pritrditvijo DNA odvisne RNA polimeraze na DNK makropolimer.
Naravni izid iniciacije je sinteza začetnega mesta sporočilne RNA in takoj, ko se nanj pritrdi prvi komplementarni nukleotid in pride do translokacije DNK odvisne RNA polimeraze, je treba govoriti o začetku stopnje raztezanja. Njegovo bistvo je zmanjšano na postopno gibanje DNK odvisne RNA polimeraze vzdolž molekule DNK v smeri 3`-5`, pri čemer prereže vodikove vezi DNK spredaj in jih obnovi zadaj ter pritrdi komplementarni nukleotid na rastoče veriga RNA predloge.
Encim DNK-odvisna RNA polimeraza katalizira dodajanje nukleotida RNA, medtem ko so drugi encimski sistemi odgovorni za branje, ločevanje vodikovih vezi in njihovo redukcijo. Vsi se nahajajo na mestu, kjer poteka transkripcija. Biologija vam omogoča, da uporabite metodo označenih atomov in potrdite dejstvo njihove najvišje koncentracije v jedrih celic.
časovnica prepisov
V laboratorijskih pogojih je znanstvenikom raziskovalne skupine "Human Genome" uspelo umetno sintetizirati samo molekulo DNK in vanjo shraniti genetsko kodo. Ta proces je trajal več kot 2 desetletji, če ne štejemo dolgotrajnih priprav. Zanimivo je, kako hitro potekajo ti procesi v živi celici. Glavna raziskovalna metodaprevajanje in transkripcija - molekularna biologija. In čeprav se še vedno sooča s težavami, povezanimi z nezmožnostjo vizualne predstavitve teh procesov, obstaja nekaj dokazov o času biosinteze beljakovin.
Zlasti postopek "razpakiranja" genetskih informacij lahko traja 16-48 ur, transkripcija želenega gena pa približno 4-8 ur. Sinteza ene majhne beljakovinske molekule, ki temelji na sporočilni RNA, bo trajala približno 4-24 ur, nato pa se začne faza njenega "zorenja". To se nanaša na samospontano pakiranje beljakovine v sekundarno in nato v terciarno strukturo. Če beljakovina zahteva postsintetično modifikacijo, lahko ta proces traja približno teden dni ali več.
Celične strukture, kjer potekata transkripcija in translacija, se v biologiji vse bolj podrobno preučujejo. Hkrati je bilo mogoče izračunati, da v evkariontskih celicah z velikim naborom genskega materiala sinteza preproste molekule insulina traja približno 16 ur. Gensko spremenjena Escherichia coli je sposobna sintetizirati takšno molekulo v 4 urah. V primeru velikih proteinov terciarne in kvartarne strukture lahko proces njihove sinteze in končne tvorbe traja približno 2 tedna.
Lokalizacija transkripcijskih encimov
Ta proces, kot je transkripcija (v biologiji), poteka namesto neposrednega shranjevanja dednih informacij. V evkariontskih celicah je to celično jedro, v predjedrskih oblikah življenja pa citoplazma. virusni encimreverzna transkriptaza deluje v jedru okuženih celic. Hkrati gredo mitohondrijske nukleinske kisline, ki so skupek genov, tudi skozi fazo transkripcije. V biologiji in genetiki je narava teh procesov še neznana.
Toda dejstvo prisotnosti človeških mitohondrijskih bolezni, ki jih podedujejo potomci, potrjuje replikacijo DNK, za katero je transkripcija nujen korak. To pomeni, da lahko tak proces poteka v več celičnih strukturah: pri evkariontih so to mitohondriji in celično jedro, pri prokariotih pa v citoplazmi in plazmidih.
Lokalizacija biosintetskih procesov
Lokacije, kjer potekata transkripcija in translacija (v biologiji), so različna, ker se sinteza beljakovinskih molekul preprosto ne more zgoditi v celičnem jedru. Sestavljanje primarne strukture poteka na ribosomskem aparatu celice, ki je pretežno koncentriran v citoplazmi na membrani grobega endoplazmatskega retikuluma.
Sinteza v visoko razvitih celicah, ki jih odlikuje visoka stopnja sestavljanja novih beljakovinskih molekul, poteka predvsem na poliribosomih. Toda v bakterijskih in visoko specializiranih celicah lahko biosinteza poteka na različnih ribosomih v citoplazmi. Virusna telesa nimajo lastnega sintetičnega aparata in organelov, zato izkoriščajo strukture okuženih celic.
