Genetyka

Transkrypcja DNA

Co to jest transkrypcja DNA?

Transkrypcja DNA Jest to proces, w którym informacje zawarte w kwasie deoksyrybonukleinowym są kopiowane w postaci podobnej cząsteczki, RNA, albo jako poprzedni krok do syntezy białka, albo do tworzenia cząsteczek RNA, które uczestniczą w wielu procesach komórkowych Ogromne znaczenie (regulacja ekspresji genetycznej, sygnalizacja itp.).

Chociaż nie jest prawdą, że wszystkie geny organizmu kodują białka, to wszystkie białka komórki, eukariotyczne lub prokaryota, są kodowane przez jeden lub więcej genów, gdzie każdy aminokwas jest reprezentowany przez zestaw trzech DNA podstawy (kodon).

Eukariotyczne przetwarzanie genów (źródło: Leonid 2/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Synteza łańcucha polipeptydowego należącego do dowolnego białka komórkowego występuje dzięki dwóm podstawowym procesom: transkrypcji i translacji; oba wyjątkowo regulowane, ponieważ są to dwa procesy o wielkim znaczeniu dla funkcjonowania każdego żyjącego organizmu.

Co to jest transkrypcja DNA?

Transkrypcja implikuje tworzenie „pleśni” cząsteczki RNA znanej jako „Messenger RNA” (RNM) z sekwencji „Wzory” zakodowanej w regionie DNA odpowiadającym genowi, który musi być transkrybowany.

Proces ten przeprowadza enzym zwany polimerazą RNA, który rozpoznaje specjalne miejsca w sekwencji DNA, wiąże się z nimi, otwiera nici DNA i syntetyzuje cząsteczkę RNA przy użyciu jednej z tych komplementarnych nici DNA, takich jak pleśń lub wzór, aż do spełnienia Kolejna specjalna sekwencja zatrzymania.

Z drugiej strony tłumaczenie to proces, w którym zachodzi synteza białek. Składa się z „czytania” informacji zawartych w RNM, który został przepisany z genu, w „translacji” kodonów DNA w aminokwasach i tworzeniu łańcucha polipeptydowego.

Tłumaczenie sekwencji nukleotydowych mRNA jest przeprowadzane przez enzymy zwane syntetykami aminoacilu, dzięki udzieleniu innych cząsteczek RNA zwanych „RNA przenoszącym” (ARNT), które są antykodonami kodonów zawartych w RNM, które są wierną kopią sekwencji DNA genu.

Transkrypcja u eukariotów (proces)

Podczas transkrypcji u eukariotów DNA służy jako pleśń do utworzenia nici posłańca RNA za pomocą enzymu polimerazy RNA

W komórkach eukariotycznych proces transkrypcji występuje w jądrze, który jest główną organellerem wewnątrzkomórkowym, w którym DNA jest zawarty w chromosomach. Zacznij od „kopii” regionu kodującego genu, który jest transkrybowany w prostej cząsteczce pasma znanej jako Messenger RNA (RNM).

Ponieważ DNA ogranicza się do tej organelli, cząsteczki MRNM działają jako pośredniki lub transportery w transmisji komunikatu genetycznego z jądra na cytosol, gdzie występuje translacja RNA i występuje wszystkie maszyny biosyntetyczne do syntezy białka ( ).

Co to są geny eukariotów?

Gen składa się z sekwencji DNA, której właściwości określa jego funkcję, ponieważ kolejność nukleotydów we wspomnianej sekwencji jest tym, który warunkuje jej transkrypcję, a następnie tłumaczenie (w przypadku tych, którzy kodują dla białek).

Może ci służyć: jakie są gałęzie genetyki?

Gdy gen jest transkrybowany, to znaczy, gdy twoje informacje są kopiowane w postaci RNA, wynikiem może być niekodujący RNA (RNANC), który ma bezpośrednie funkcje w regulacji ekspresji genetycznej, w oznakowaniu komórki itp., Lub może to być przekaźnik RNA (RNM), który następnie zostanie przetłumaczony na sekwencję aminokwasową w peptydzie.

Reprezentacja struktury gen eukariotycznych.Org/licencje/według/4.0) Via Wikimedia Commons)

To, że gen ma produkt funkcjonalny w postaci RNA lub białka, zależy od niektórych elementów lub regionów obecnych w jego sekwencji.

Geny, eukariotów lub prokarioty, mają dwie pasma DNA, jedna znana jako „zmysł”, a drugi „antyscencid”. Enzymy odpowiedzialne za transkrypcję tych sekwencji „czyta” tylko jedną z dwóch nici, zazwyczaj nici „zmysłowe” lub „kodowanie”, która ma „kierunek” 5'-3 ”.

Każdy gen ma sekwencje regulacyjne na swoich końcach:

Jeśli sekwencje są przed regionem kodowania (który zostanie transkrybowany) są znane jako „promotory”.
Jeśli są oddzielone wieloma kilobazami, mogą to być „tłumik” lub „ulepszony”.
Sekwencje, które są bliżej regionu 3 'genów, są zwykle terminatorami, które wskazują na polimerazę, którą należy zatrzymać i wypełnić transkrypcję (lub replikację, jak to możliwe).

Region promotora jest podzielony na dystalne i bliższe, zgodnie z bliskością regionu kodowania. Jest na końcu 5 'genu i jest to miejsce, które rozpoznaje polimerazę RNA enzima i inne białka, aby rozpocząć transkrypcję DNA do RNA.

W bliższej części regionu promotora można łączyć czynniki transkrypcyjne, które mają zdolność do modyfikacji powinowactwa enzymu do sekwencji, która zapisz się, więc są one pozytywne lub negatywnie regulowane przez transkrypcję genów.

Regiony wzmacniające i tłumik są również odpowiedzialne za regulację transkrypcji genetycznej poprzez modyfikację „aktywności” regionów promujących przez ich związek z aktywacją elementów lub represorów „powyżej” sekwencji kodowania genu.

Mówi się, że geny eukariotyczne są zawsze „domyślnie„ wyłączone ”lub„ tłumione ”, więc potrzebują swojej aktywacji poprzez elementy promujące, aby wyrazić siebie (transkrypcja).

Którzy są odpowiedzialni za transkrypcję?

Niezależnie od ciała, transkrypcja jest przeprowadzana przez grupę enzymów zwanych polimerazą RNA, które podobne do enzymów odpowiedzialnych za replikację DNA, gdy komórka ma być podzielona, łańcuch RNA specjalizuje się w syntezie łańcuch RNA Z jednej z nici DNA genu, który jest transkrybowany.

RNA polimerazy są dużymi kompleksami enzymatycznymi złożonymi z wielu podjednostek. Istnieją różne typy:

Polimeraza RNA I (Pol I): Transcribe geny kodujące „dużą” podjednostkę rybosomalną.
Polimeraza RNA II (Pol II): które transkrybują geny kodujące białko i wytwarzają mikro arns.
Polimeraza RNA III (Pol III): które wytwarzają transfer RNA zastosowany podczas translacji, a także RNA odpowiadające małej podjednostce rybosomu.
Polimeraza RNA IV i V (Pol IV i Pol V): Są one typowe dla roślin i są odpowiedzialne za transkrypcję małego RNA interferencyjnego RNA.

Jaki jest proces?

Transkrypcja genów eukariotycznych (źródło: erinp.5000/cc by-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0) Via Wikimedia Commons)

Transkrypcja genetyczna to proces, który można zbadać jako podzielony na trzy fazy: inicjacja, wydłużenie i zakończenie.

Może ci służyć: pseudogenes

Inicjacja

Podczas inicjacji region promotora promujący gen działa jako miejsce rozpoznawania polimerazy RNA. Tutaj kontrolowana jest większość ekspresji genetycznej

Polimeraza RNA (postawiliśmy jako przykład polimerazy RNA II) dołącza do sekwencji regionu promotora, która składa się z odcinka od 6 do 10 par zasad na końcu 5 ', zwykle około 35 par zasad z zasad z Strona początkowa transkrypcji.

Związek polimerazy RNA prowadzi do „otwarcia” podwójnego śmigła DNA, oddzielając komplementarne pasma. Synteza RNA zaczyna się w miejscu znanym jako „miejsce inicjacji” i występuje w adresie 5'-3 ', to znaczy „poniżej” lub od lewej do prawej (według konwencji).

Inicjacja transkrypcji za pośrednictwem polimerazy RNA zależy od jednoczesnej obecności czynników transkrypcyjnych białka znanych jako ogólne czynniki transkrypcyjne, które przyczyniają się do „lokalizacji” enzymu w regionie promotora.

Po rozpoczęciu enzymu, jest to „odłączane” zarówno od sekwencji promotora, jak i ogólnych czynników transkrypcyjnych.

Wydłużenie

Podczas wydłużenia pnal polimeraza przesuwa się przez łańcuch, który służy jako pleśń

Występuje, ponieważ polimeraza RNA jest „porusza się” wzdłuż sekwencji DNA i dodaje rosnącego RNA uzupełniające rybonukleotydy z nici DNA, które służy jako „pleśń”. Gdy RNA polimeraza „przechodzi” przez nici DNA, ponownie łączy.

Polimeryzacja przeprowadzona przez polimerazę RNA składa się z nukleofilowych ataków tlenu w pozycji 3 'rosnącego łańcucha RNA z fosforanem „alfa” następnego prekursora nukleotydowego, który zostanie dodany, z konsekwencją tworzenia wiązań fosfodiésterów i uwolnieniem a cząsteczka pirofosforanu (PPI).

Zestaw składający się z nici DNA, polimerazy RNA i wątku powstającego RNA jest znany jako kompleks pęcherzyków lub transkrypcji.

Zakończenie

Gdy polimeraza RNA dociera do końcowego regionu genu, komunikator transkrypcji jest kompletny. Następnie RNA polirazowe, łańcuch DNA i transkrypcja RNA są zdysocjowane

Zakończenie odbywa się, gdy polimeraza osiąga sekwencję terminacji, która jest logicznie zlokalizowana „poniżej” miejsca inicjacji transkrypcji. Kiedy tak się dzieje, zarówno enzym, jak i zsyntetyzowane RNA są „wyłączone” z transkrybowanej sekwencji DNA.

Region zakończenia zwykle składa się z sekwencji DNA, która jest zdolna do „składania” na sobie, tworząc strukturę „pętli widełowej” (angielski Pętla do włosów).

Po zakończeniu zsyntetyzowana nici RNA jest znana jako pierwotna transkrybowana, która jest uwalniana z kompleksu transkrypcyjnego, po czym może lub nie może być ścigane po transskrypcji (przed tłumaczeniem białka, w razie potrzeby) poprzez proces zwany ”” Corte i empalme ".

Transkrypcja w Procariotas (proces)

Ponieważ komórki prokariotyczne nie mają rdzenia owiniętego przez błonę, transkrypcja występuje w cytosolu, szczególnie w regionie „jądrowym”, w którym skoncentrowane jest chromosomalne DNA (bakterie mają okrągły chromosom).

Może ci służyć: izochromosom: definicja, pochodzenie, powiązane patologie

W ten sposób wzrost stężenia cytozolowego danego białka jest znacznie szybszy u prokariotów niż u eukariotów, ponieważ procesy transkrypcji i translacji występują w tym samym przedziale.

Jak mają prokariotów?

Agencje prokariotyczne mają geny bardzo podobne do eukariotów: te pierwsze również wykorzystują regiony promocyjne i regulacyjne do transkrypcji, chociaż ważna różnica dotyczy faktu, że region promujący jest często wystarczający do osiągnięcia „silnej” ekspresji genów.

W tym sensie ważne jest, aby wspomnieć, że ogólnie prokariotowie zawsze domyślnie „płoną”.

Region promotora jest powiązany z innym regionem, zwykle „w górę rzeki”, który jest regulowany przez represyjne cząsteczki i jest znany jako „region operacyjny”.

Reprezentacja struktury genu prokariotycznego.Org/licencje/według/4.0) Via Wikimedia Commons)

Różnica w transkrypcji między prokariotami i eukariotami polega na tym, że normalnie posłańcy eukariotyczni są monocistronicami, to znaczy, że każdy z nich zawiera informacje o syntezy pojedynczego białka, podczas gdy w prokariotach mogą być monokistronicami lub polystonią, gdzie tylko jeden RNM może zawierać informacje dla informacji o dwa lub więcej białek.

Zatem dobrze wiadomo, że geny prokariotyczne, które kodyfikują białko o podobnych funkcjach metabolicznych, na przykład w grupach znanych jako operony, które są jednocześnie transkrybowane w postaci pojedynczej cząsteczki posłańca RNA.

Geny prokariotyczne są gęsto pakowane, bez wielu niezmiennych regionów między nimi, więc po transkrypcji w cząsteczkach RNA liniowe posłańcy można je natychmiast przetłumaczyć na białko (eukariotyczne ARNM często wymagają późniejszego przetwarzania).

Co to jest RNA polimerazy prokariotycznej?

Organizmy prokariotyczne, takie jak bakterie, na przykład, używają tego samego enzymu polimerazy RNA do transkrypcji wszystkich swoich genów, to znaczy tych, którzy kodują podjednostki rybosomalne i te, które kodują dla różnych białek komórkowych.

W bakteriach I. coli Polimeraza RNA składa się z 5 podjednostek polipeptydowych, z których dwa są identyczne. Podjednostki α, α, β, β 'zawierają centralną część enzymu i są składane i de -slab podczas każdego zdarzenia transkrypcji.

Podjednostki α to te, które pozwalają zjednoczyć między DNA a enzymem; Podjednostka β wiąże się z tryfosforanem rybonukleotydów, który będzie polimeryzowany zgodnie z formą DNA w rosnącej cząsteczce mRNA, a podjednostka β ”wiąże się z wspomnianą nić pleśni.

Piąta podjednostka, znana jako σ uczestniczy w inicjacji transkrypcji i jest tym, który nadaje swoistość polimerazie.