Ahli biologi memanggil istilah "transkripsi" sebagai peringkat khas pelaksanaan maklumat turun-temurun, yang intipatinya adalah membaca gen dan membina molekul RNA pelengkap kepadanya. Ia adalah proses enzimatik yang melibatkan kerja banyak enzim dan mediator biologi. Pada masa yang sama, kebanyakan biomangkin dan mekanisme yang bertanggungjawab untuk mencetuskan replikasi gen tidak diketahui oleh sains. Oleh sebab itu, masih perlu dilihat secara terperinci apa itu transkripsi (dalam biologi) pada peringkat molekul.
Realisasi maklumat genetik
Sains moden tentang transkripsi, serta tentang penghantaran maklumat turun-temurun, tidak begitu diketahui. Kebanyakan data boleh diwakili sebagai urutan langkah dalam biosintesis protein, yang memungkinkan untuk memahami mekanisme ekspresi gen. Sintesis protein adalah contoh realisasi maklumat keturunan, kerana gen mengekod struktur utamanya. Untuk setiap molekul protein, sama ada protein struktur, enzim, ataupengantara, terdapat urutan asid amino primer direkodkan dalam gen.
Sebaik sahaja diperlukan untuk mensintesis semula protein ini, proses "membongkar" DNA dan membaca kod gen yang dikehendaki bermula, selepas itu transkripsi berlaku. Dalam biologi, skema proses sedemikian terdiri daripada tiga peringkat, yang dikenal pasti secara konvensional: inisiasi, pemanjangan, penamatan. Walau bagaimanapun, masih belum mungkin untuk mewujudkan keadaan khusus untuk pemerhatian mereka semasa eksperimen. Ini adalah pengiraan yang agak teori yang membolehkan pemahaman yang lebih baik tentang penyertaan sistem enzim dalam proses menyalin gen ke templat RNA. Pada terasnya, transkripsi ialah proses sintesis RNA berdasarkan untaian DNA 3'-5' yang terdespiral.
Mekanisme transkripsi
Anda boleh memahami apa itu transkripsi (dalam biologi) menggunakan contoh sintesis RNA messenger. Ia bermula dengan "pelepasan" gen dan penjajaran struktur molekul DNA. Dalam nukleus, maklumat keturunan terletak dalam kromatin pekat, dan gen tidak aktif "dibungkus" padat menjadi heterochromatin. Penyahspiralannya membolehkan gen yang dikehendaki dikeluarkan dan tersedia untuk dibaca. Kemudian enzim khas membahagikan DNA untai dua kepada dua helai, selepas itu kod untai 3'-5' dibaca.
Mulai saat ini, tempoh transkripsi itu sendiri bermula. Enzim RNA polimerase yang bergantung kepada DNA memasang bahagian permulaan RNA, yang mana nukleotida pertama dilekatkan, saling melengkapi.3'-5'-strand bagi kawasan templat DNA. Selanjutnya, rantaian RNA terkumpul, yang berlangsung selama beberapa jam.
Kepentingan transkripsi dalam biologi diberikan bukan sahaja kepada permulaan sintesis RNA, tetapi juga kepada penamatannya. Mencapai kawasan penamat gen memulakan penamatan bacaan dan membawa kepada pelancaran proses enzimatik yang bertujuan untuk memisahkan polimerase RNA yang bergantung kepada DNA daripada molekul DNA. Bahagian DNA yang dibahagikan sepenuhnya "berkait silang". Juga, semasa transkripsi, sistem enzim berfungsi yang "menyemak" ketepatan penambahan nukleotida dan, jika ralat sintesis berlaku, "memotong" bahagian yang tidak perlu. Memahami proses ini membolehkan kami menjawab soalan tentang apa itu transkripsi dalam biologi dan bagaimana ia dikawal.
Transkripsi terbalik
Transkripsi ialah mekanisme universal asas untuk memindahkan maklumat genetik daripada satu pembawa ke pembawa yang lain, contohnya daripada DNA ke RNA, seperti yang berlaku dalam sel eukariotik. Walau bagaimanapun, dalam sesetengah virus, urutan pemindahan gen mungkin diterbalikkan, iaitu, kod dibaca daripada RNA kepada DNA untai tunggal. Proses ini dipanggil transkripsi terbalik, dan adalah wajar untuk mempertimbangkan contoh jangkitan manusia dengan virus HIV.
Skim transkripsi songsang kelihatan seperti pengenalan virus ke dalam sel dan sintesis DNA seterusnya berdasarkan RNAnya menggunakan enzim reverse transcriptase (revertase). Biomangkin ini pada mulanya terdapat dalam badan virus dan diaktifkan apabila ia memasuki sel manusia. Ia membolehkanmensintesis molekul DNA dengan maklumat genetik daripada nukleotida yang terdapat dalam sel manusia. Hasil daripada kejayaan menyiapkan transkripsi terbalik ialah penghasilan molekul DNA, yang, melalui enzim integrase, dimasukkan ke dalam DNA sel dan mengubahnya.
Kepentingan transkripsi dalam kejuruteraan genetik
Yang penting, transkripsi terbalik dalam biologi ini membawa kepada tiga kesimpulan penting. Pertama, virus dalam istilah filogenetik sepatutnya lebih tinggi daripada bentuk hidupan bersel tunggal. Kedua, ini adalah bukti kemungkinan wujudnya molekul DNA untai tunggal yang stabil. Sebelum ini, terdapat pendapat bahawa DNA boleh wujud untuk jangka masa yang lama hanya dalam bentuk struktur untai dua.
Ketiga, kerana virus tidak perlu mempunyai maklumat tentang gennya untuk disepadukan ke dalam DNA sel organisma yang dijangkiti, dapat dibuktikan bahawa gen sewenang-wenang boleh dimasukkan ke dalam kod genetik mana-mana organisma secara terbalik. transkripsi. Kesimpulan terakhir membenarkan penggunaan virus sebagai alat kejuruteraan genetik untuk membenamkan gen tertentu ke dalam genom bakteria.
