Het begrijpen van de fundamentele fundamenten van het bestaan van het leven is onmogelijk zonder een duidelijk begrip van de overdracht van erfelijke informatie en de implementatie ervan. De opslag van de genen van het lichaam wordt gerealiseerd door chromosomen, waarin verschillende delen van het DNA zijn verpakt, die coderen voor de primaire aminozuursequentie van een bepaald eiwit. En de implementatie van genetische informatie en de overdracht ervan door overerving wordt bereikt door het kopiëren ervan. Dit proces wordt "transcriptie" genoemd. In de biologie betekent het het lezen van de code van een gensectie en het synthetiseren van een sjabloon voor eiwitbiosynthese op basis daarvan.
Moleculaire basis van transcriptie
Transcriptie is een enzymatisch proces dat wordt voorafgegaan door het "uitpakken" van een DNA-molecuul en het verschaffen van toegang voor het lezen van een specifiek gen. Dan in het dubbelstrengs DNA-molecuul opIn de eerste sectie worden waterstofbruggen tussen nucleotiden gedurende 4 kadons verbroken. Vanaf dit moment begint de transcriptie-initiatiefase in de biologie, geassocieerd met de hechting van DNA-afhankelijke RNA-polymerase aan het DNA-macropolymeer.
Het natuurlijke resultaat van initiatie is de synthese van de startplaats van boodschapper-RNA, en zodra het eerste complementaire nucleotide eraan is gehecht en de translocatie van DNA-afhankelijke RNA-polymerase plaatsvindt, moet men spreken van het begin van de verlengingsfase. De essentie ervan wordt gereduceerd tot de geleidelijke beweging van het DNA-afhankelijke RNA-polymerase langs het DNA-molecuul in de 3`-5`-richting, waarbij de DNA-waterstofbindingen vooraan worden doorgesneden en achteraan worden hersteld, evenals het bevestigen van een complementair nucleotide aan de groeiende keten van de RNA-sjabloon.
Enzym-DNA-afhankelijke RNA-polymerase katalyseert de toevoeging van een nucleotide aan RNA, terwijl andere enzymsystemen verantwoordelijk zijn voor het lezen, scheiden van waterstofbruggen en hun reductie. Ze bevinden zich allemaal op de plaats waar transcriptie plaatsvindt. Biologie stelt je in staat om de methode van gelabelde atomen toe te passen en het feit van hun hoogste concentratie in de celkernen te bevestigen.
Transcriptietijdlijn
In laboratoriumomstandigheden zijn de wetenschappers van de onderzoeksgroep "Human Genome" erin geslaagd om het DNA-molecuul zelf kunstmatig te synthetiseren en de genetische code erin op te slaan. Dit proces duurde meer dan 2 decennia, de lange voorbereiding niet meegerekend. Het is interessant hoe snel deze processen verlopen in een levende cel. Belangrijkste onderzoeksmethode:translatie en transcriptie - moleculaire biologie. En hoewel het nog steeds problemen ondervindt die verband houden met de onmogelijkheid van een visuele demonstratie van deze processen, is er enig bewijs met betrekking tot de tijd van eiwitbiosynthese.
In het bijzonder kan het proces van het "uitpakken" van genetische informatie 16-48 uur duren, en de transcriptie van het gewenste gen - ongeveer 4-8 uur. De synthese van een klein eiwitmolecuul op basis van boodschapper-RNA duurt ongeveer 4-24 uur, waarna het stadium van zijn "rijping" begint. Dit verwijst naar de zelf-spontane verpakking van een eiwit in een secundaire en vervolgens in een tertiaire structuur. Als het eiwit postsythetische modificatie vereist, kan dit proces ongeveer een week of langer duren.
Cellulaire structuren, waar transcriptie en translatie plaatsvinden, worden in de biologie steeds gedetailleerder bestudeerd. Tegelijkertijd was het mogelijk om te berekenen dat in eukaryote cellen met een grote set genetisch materiaal de synthese van een eenvoudig insulinemolecuul ongeveer 16 uur duurt. Genetisch gemodificeerde Escherichia coli kan zo'n molecuul in 4 uur synthetiseren. In het geval van grote eiwitten met een tertiaire en quaternaire structuur, kan het proces van hun synthese en uiteindelijke vorming ongeveer 2 weken duren.
Lokalisatie van transcriptie-enzymen
Zo'n proces als transcriptie (in de biologie) vindt plaats in plaats van directe opslag van erfelijke informatie. In eukaryote cellen is dit de celkern en in pre-nucleaire levensvormen is dit het cytoplasma. viraal enzymreverse transcriptase werkt in de kern van geïnfecteerde cellen. Tegelijkertijd gaan mitochondriale nucleïnezuren, die een reeks genen zijn, ook door de transcriptiefase. In de biologie en genetica is de aard van deze processen nog onbekend.
Maar het feit van de aanwezigheid van menselijke mitochondriale ziekten die worden geërfd door nakomelingen, bevestigt DNA-replicatie, waarvoor transcriptie een noodzakelijke stap is. Dit betekent dat een dergelijk proces in meerdere celstructuren kan plaatsvinden: bij eukaryoten zijn dat mitochondriën en de celkern, en bij prokaryoten in het cytoplasma en plasmiden.
Lokalisatie van biosynthetische processen
Locaties waar transcriptie en translatie plaatsvinden (in de biologie) zijn verschillend, omdat de synthese van eiwitmoleculen eenvoudigweg niet in de celkern kan plaatsvinden. De assemblage van de primaire structuur vindt plaats op het ribosomale apparaat van de cel, dat voornamelijk is geconcentreerd in het cytoplasma op het membraan van het ruwe endoplasmatisch reticulum.
Synthese in hoogontwikkelde cellen, die zich onderscheiden door een hoge assemblagesnelheid van nieuwe eiwitmoleculen, vindt voornamelijk plaats op polyribosomen. Maar in bacteriële en zeer gespecialiseerde cellen kan biosynthese plaatsvinden op ongelijksoortige ribosomen in het cytoplasma. Virale lichamen hebben geen eigen synthetisch apparaat en organellen en exploiteren daarom de structuren van geïnfecteerde cellen.
