Cos'è la trascrizione in biologia e come avviene

La vita in forma di carbonio esiste grazie alla presenza di molecole proteiche. e biosintesi delle proteine nella cellula è l'unica opportunità per l'espressione genica. Ma per l'implementazione di questo processo è necessario il lancio di una serie di processi associati al "disimballaggio" delle informazioni genetiche, alla ricerca del gene desiderato, alla sua lettura e riproduzione. Il termine "trascrizione" in biologia si riferisce semplicemente al processo di trasferimento di informazioni da un gene a RNA messaggero. Questo è l'inizio della biosintesi, cioè la realizzazione diretta dell'informazione genetica.

Conservazione di informazioni genetiche

Nelle cellule degli organismi viventi, l'informazione genetica è localizzata nel nucleo, nei mitocondri, nei cloroplasti e nei plasmidi. I mitocondri e i cloroplasti contengono una quantità insignificante di DNA animale e vegetale, mentre i plasmidi batterici sono utilizzati come siti di stoccaggio per i geni responsabili del rapido adattamento alle condizioni ambientali.

Nei corpi virali, le informazioni ereditarie sono anche memorizzate come polimeri di RNA o DNA. Ma il processo della sua attuazione è anche associato alla necessità trascrizione. In biologia questo Il processo è di estrema importanza, poiché è lui che conduce alla realizzazione di informazioni ereditarie, innescando la biosintesi delle proteine.

Nelle cellule animali, l'informazione ereditaria è rappresentata da un polimero di DNA, che è compatto all'interno del nucleo. Pertanto, prima che la sintesi di una proteina o la lettura di qualsiasi gene debba subire alcune fasi: svolgimento della cromatina condensata e "rilascio" del gene desiderato, suo riconoscimento da parte di molecole di enzimi, trascrizione.

In biologia e chimica biologica, queste fasi sono già state studiate. Portano a sintesi proteica la struttura primaria di cui era codificata nel gene letto.

Schema di trascrizione in cellule eucariotiche

Sebbene la trascrizione in biologia non sia stata studiata abbastanza, la sua sequenza è tradizionalmente rappresentata come uno schema. Consiste di iniziazione, allungamento e cessazione. Ciò significa che l'intero processo è diviso in tre componenti dei suoi fenomeni.

L'iniziazione è una combinazione di processi biologici e biochimici che portano all'inizio della trascrizione. L'essenza dell'allungamento è di continuare la crescita della catena molecolare. La terminazione è un insieme di processi che portano alla conclusione della sintesi dell'RNA. A proposito, nel contesto della biosintesi delle proteine, il processo di trascrizione in biologia è solitamente identificato con la sintesi dell'RNA messaggero. Sulla base di questo, la catena polipeptidica verrà sintetizzata in seguito.

iniziazione

L'iniziazione è il meccanismo meno studiato di trascrizione in biologia. Ciò che è in termini di biochimica è sconosciuto. Cioè, gli enzimi specifici responsabili dell'esecuzione della trascrizione non sono affatto riconosciuti. Anche sconosciuti rimangono segnali intracellulari e metodi per la loro trasmissione, che indicano la necessità per la sintesi di una nuova proteina. Per citologia e biochimica, questo è un compito fondamentale.

allungamento

Separare il processo di iniziazione e allungamento nel tempo non è ancora possibile a causa dell'impossibilità di condurre studi di laboratorio volti a confermare la presenza di specifici enzimi e fattori scatenanti. Pertanto, questo confine è molto condizionale. L'essenza del processo di allungamento si riduce all'allungamento della catena crescente, sintetizzata sulla base della regione del DNA del modello.

Si ritiene che l'allungamento inizi già dopo la prima traslocazione dell'RNA polimerasi e l'inizio dell'attaccamento del primo cadon al sito di partenza dell'RNA. Nel corso dell'allungamento, una lettura del cadon nella direzione della catena 3'-5 'si verifica sul filo del DNA stratificato e diviso in due filamenti di DNA. Allo stesso tempo, la crescente catena di RNA viene aggiunta da nuovi nucleotidi complementari alla regione del DNA. Allo stesso tempo, il DNA è "ricamato" su una larghezza di 12 nucleotidi, cioè 4 kadon.

L'enzima RNA polimerasi si muove lungo una catena in crescita, e "dietro" la "cucitura" inversa del DNA in una struttura a doppio filamento si verifica con il ripristino dei legami idrogeno tra nucleotidi. Questo in parte risponde alla domanda su quale processo si chiami trascrizione in biologia. È l'allungamento che è la fase principale della trascrizione, perché nel suo corso viene raccolto il cosiddetto mediatore tra il gene e la sintesi proteica.

fine

Il processo di terminazione nella trascrizione delle cellule eucariotiche è scarsamente compreso. Finora, gli scienziati hanno ridotto la sua essenza a fermare la lettura del DNA all'estremità 5 'e ad attaccare un gruppo di basi di adenina all'estremità 3 dell'RNA. Quest'ultimo processo consente la stabilizzazione della struttura chimica dell'RNA ottenuto. Nelle cellule batteriche esistono due tipi di terminazione. Questo è un processo dipendente da Rho e indipendente da Rho.

Il primo procede in presenza della proteina Rho e si riduce a una semplice interruzione dei legami idrogeno tra la regione del DNA e l'RNA sintetizzato. Il secondo, indipendente da Rho, si verifica dopo l'apparizione del ciclo dello stelo, se c'è una combinazione di basi di uracile dietro di esso. Questa combinazione porta al distacco dell'RNA dal modello del DNA. Ovviamente, la terminazione della trascrizione è un processo enzimatico, ma i suoi biocatalizzatori specifici non sono ancora stati trovati.

Trascrizione virale

I corpi virali non hanno il loro sistema di biosintesi delle proteine, e quindi non possono riprodursi senza lo sfruttamento cellulare. Ma i virus hanno il loro materiale genetico che deve essere implementato, così come incorporato nei geni delle cellule infette. Per fare ciò, hanno un certo numero di enzimi (o sfruttano i sistemi enzimatici cellulari), che li trascrivono acido nucleico. Cioè, sulla base delle informazioni genetiche del virus, questo enzima sintetizza un analogo dell'RNA messaggero. Ma non è affatto RNA, ma un polimero del DNA che è complementare ai geni, per esempio una persona.

Questo viola completamente i principi tradizionali della trascrizione in biologia, che dovrebbero essere considerati sull'esempio del virus HIV. Il suo enzima revertasi da RNA virale è in grado di sintetizzare il DNA complementare all'acido nucleico umano. Il processo di sintesi del DNA complementare sulla base dell'RNA è chiamato trascrizione inversa. È in biologia la definizione di un processo responsabile dell'inclusione delle informazioni ereditarie di un virus nel genoma umano.