Genetik

Transkripsi DNA

Apa itu transkripsi DNA?

The Transkripsi DNA Ini adalah proses yang mana maklumat yang terkandung dalam asid deoxyribonucleic disalin dalam bentuk molekul yang sama, RNA, sama ada sebagai langkah sebelumnya untuk sintesis protein atau untuk pembentukan molekul RNA yang mengambil bahagian dalam pelbagai proses selular sangat penting (peraturan ekspresi genetik, isyarat, dan lain -lain.).

Walaupun tidak benar bahawa semua gen organisma yang mengekodkan protein, adalah bahawa semua protein sel, sama ada eukaryotic atau prokaryota, dikodkan oleh satu atau lebih gen, di mana setiap asid amino diwakili oleh satu set tiga DNA Pangkalan (kodon).

Pemprosesan Gen Eukariotik (Sumber: Leonid 2/CC By-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0) melalui Wikimedia Commons)

Sintesis rantaian polipeptida yang dimiliki oleh mana -mana protein sel berlaku berkat dua proses asas: transkripsi dan terjemahan; Kedua -duanya sangat terkawal, kerana ini adalah dua proses yang sangat penting untuk berfungsi dari mana -mana organisma hidup.

Apa itu transkripsi DNA?

Transkripsi ini membayangkan pembentukan "acuan" molekul RNA yang dikenali sebagai "RNA Messenger" (RNM) dari urutan "corak" yang dikodkan di rantau DNA yang sepadan dengan gen yang mesti ditranskripsikan.

Proses ini dijalankan oleh enzim yang dipanggil polimerase RNA, yang mengiktiraf tempat -tempat khas dalam urutan DNA, mengikatnya, membuka helai DNA dan mensintesis molekul RNA menggunakan salah satu helai DNA pelengkap seperti acuan atau corak, sehingga anda bertemu Satu lagi urutan penahanan khas.

Terjemahan, sebaliknya, adalah proses di mana sintesis protein berlaku. Ia terdiri daripada "bacaan" maklumat yang terkandung dalam RNM yang disalin dari gen, dalam "terjemahan" kodon DNA dalam asid amino dan dalam pembentukan rantai polipeptida.

Terjemahan urutan nukleotida mRNA dijalankan oleh enzim yang dikenali sebagai sintetik aminoacil-ant, berkat penyertaan molekul RNA lain yang dikenali sebagai "pemindahan RNA" (ARNT), yang merupakan antikodones dari kodon yang terkandung dalam RNM, yang merupakan salinan urutan DNA gen yang setia.

Transkripsi dalam eukariota (proses)

Semasa transkripsi dalam eukariot DNA digunakan sebagai acuan untuk membuat helai RNA utusan dengan bantuan enzim polimerase RNA

Dalam sel eukariotik proses transkripsi berlaku dalam nukleus, yang merupakan organelle intrasel utama di mana DNA terkandung dalam kromosom. Mulakan dengan "salinan" kawasan pengekodan gen yang disalin dalam molekul band mudah yang dikenali sebagai RNA Messenger (RNM).

Oleh kerana DNA terkurung di dalam organel ini, molekul mRNM berfungsi sebagai perantara atau pengangkut dalam penghantaran mesej genetik dari nukleus ke sitosol, di mana terjemahan RNA berlaku dan semua jentera biosintetik untuk sintesis protein berlaku (ribosoma ).

Apakah gen eukaryot?

Gen terdiri daripada urutan DNA yang ciri -cirinya menentukan fungsinya, kerana urutan nukleotida dalam urutan tersebut adalah yang syarat transkripsi dan terjemahan berikutnya (dalam hal mereka yang menyandikan protein).

Boleh melayani anda: Apakah cabang genetik?

Apabila gen ditranskripsikan, iaitu, apabila maklumat anda disalin dalam bentuk RNA, hasilnya boleh menjadi RNA bukan pengekodan (RNANC), yang mempunyai fungsi langsung dalam peraturan ekspresi genetik, dalam papan tanda sel, dan lain -lain., Atau ia boleh menjadi RNA utusan (RNM), yang kemudiannya akan diterjemahkan ke dalam urutan asid amino dalam peptida.

Perwakilan struktur gen eukariotik.Org/lesen/by/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Bahawa gen mempunyai produk berfungsi dalam bentuk RNA atau protein bergantung pada unsur -unsur atau wilayah tertentu yang ada dalam urutannya.

Gen, eukariota atau prokariot, mempunyai dua helai DNA, yang dikenali sebagai "rasa" dan "antiscentid" yang lain. Enzim-enzim yang bertanggungjawab terhadap transkripsi urutan ini "baca" hanya satu daripada dua helai, biasanya "rasa" atau "pengekodan" helai, yang mempunyai "arah" 5'-3 '.

Setiap gen mempunyai urutan pengawalseliaan di hujungnya:

Sekiranya urutan sebelum rantau pengekodan (yang akan ditranskripsikan) dikenali sebagai "promotor".
Sekiranya mereka dipisahkan oleh banyak kilobase, ini boleh menjadi "penyenyap" atau "dipertingkatkan".
Urutan yang lebih dekat dengan rantau 3 'gen biasanya terminator, yang menunjukkan kepada polimerase yang mesti dihentikan dan menyelesaikan transkripsi (atau replikasi, mengikut mana -mana yang berkenaan).

Rantau promoter dibahagikan kepada distal dan proksimal, mengikut jaraknya dengan kawasan pengekodan. Ia berada di akhir 5 'gen dan ia adalah tapak yang mengiktiraf polimerase RNA enzima dan protein lain untuk memulakan transkripsi DNA ke RNA.

Di bahagian proksimal di rantau promoter, faktor transkripsi boleh disatukan, yang mempunyai keupayaan untuk mengubah suai pertalian enzim ke urutan yang akan ditranskripsikan, jadi mereka positif atau negatif dikawal oleh transkripsi gen.

Kawasan peningkatan dan penyenyap juga bertanggungjawab untuk mengawal transkripsi genetik dengan mengubah "aktiviti" kawasan yang mempromosikan oleh kesatuan mereka dengan mengaktifkan unsur -unsur atau penindas "hulu" dari urutan pengekodan gen.

Dikatakan bahawa gen eukariotik sentiasa "dimatikan" atau "ditindas" secara lalai, jadi mereka memerlukan pengaktifan mereka melalui unsur -unsur yang mempromosikan untuk menyatakan diri mereka (transcribe).

Yang menjaga transkripsi?

Apapun badannya, transkripsi dilakukan oleh sekumpulan enzim yang dipanggil RNA polimerase, yang serupa dengan enzim yang bertanggungjawab terhadap replikasi DNA apabila sel dibahagikan, rantai RNA mengkhususkan diri dalam sintesis rantai RNA Dari salah satu helai DNA gen yang ditranskripsikan.

RNA polimerase adalah kompleks enzimatik besar yang terdiri daripada banyak subunit. Terdapat pelbagai jenis:

Polimerase RNA I (Pol I): yang menyalin gen yang menyandarkan subunit "besar" ribosom.
RNA Polimerase II (Pol II): yang menyalin gen pengekodan protein dan menghasilkan ARN mikro.
RNA Polimerase III (Pol III): yang menghasilkan RNA pemindahan yang digunakan semasa terjemahan dan juga RNA yang sepadan dengan subunit kecil ribosom.
RNA Polimerase IV dan V (Pol IV dan Pol V): Mereka adalah tipikal tumbuhan dan bertanggungjawab untuk transkripsi RNA gangguan kecil.

Apakah prosesnya?

Transkripsi gen eukariotik (sumber: erinp.5000/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Transkripsi genetik adalah proses yang dapat dikaji sebagai dibahagikan kepada tiga fasa: permulaan, pemanjangan dan penamatan.

Boleh melayani anda: pseudogenes

Permulaan

Semasa permulaan, rantau promoter yang mempromosikan gen berfungsi sebagai tempat pengiktirafan untuk polimerase RNA. Di sinilah kebanyakan ekspresi genetik dikawal

Polimerase RNA (kami meletakkan sebagai contoh kepada polimerase RNA II) menyertai urutan rantau promoter, yang terdiri daripada seksyen 6 hingga 10 pasang asas pada akhir 5 'gen, biasanya kira -kira 35 pasang pangkalan dari pangkalan tapak permulaan transkripsi.

Kesatuan polimerase RNA membawa kepada "pembukaan" kipas berganda DNA, memisahkan helai pelengkap. Sintesis RNA bermula di tapak yang dikenali sebagai "tapak permulaan" dan berlaku di alamat 5'-3, iaitu, "hiliran" atau dari kiri ke kanan (oleh konvensyen).

Permulaan transkripsi yang dimediasi oleh RNA polimerase bergantung kepada kehadiran bersamaan faktor transkripsi protein yang dikenali sebagai faktor transkripsi umum, yang menyumbang kepada "lokasi" enzim di rantau promoter.

Selepas enzim telah mula berpolimer, ini "terpisah" dari kedua -dua urutan promoter dan faktor transkripsi umum.

Pemanjangan

Semasa pemanjangan polimerase pnal meluncur melalui rantai yang berfungsi sebagai acuan

Ia berlaku sebagai polimerase RNA adalah "bergerak" di sepanjang urutan DNA dan menambah RNA yang semakin meningkat ribonukleotida pelengkap dengan helai DNA yang berfungsi sebagai "acuan". Oleh kerana RNA polimerase "melewati" melalui helai DNA, ia semula dengan helai antiscentide.

Polimerisasi yang dijalankan oleh polimerase RNA terdiri daripada serangan nukleofilik oksigen dalam kedudukan 3 'rantaian RNA yang semakin meningkat kepada fosfat "alfa" prekursor nukleotid seterusnya yang akan ditambah, dengan pembentukan ikatan fosfodiéster dan pelepasan A dan pembebasan A molekul pyrophosphate (PPI).

Set yang terdiri daripada helai DNA, polimerase RNA dan benang RNA yang baru lahir dikenali sebagai gelembung atau kompleks transkripsi.

Penamatan

Apabila polimerase RNA mencapai kawasan terminal gen, utusan transkripsi selesai. Kemudian RNA polyrase, rantai DNA dan RNA messenger transkripsi dipisahkan

Penamatan berlaku apabila polimerase mencapai urutan penamatan, yang terletak secara logiknya "hiliran" dari tapak inisiasi transkripsi. Apabila ini berlaku, kedua -dua enzim dan RNA yang disintesis adalah "mati" dari urutan DNA yang ditranskripsikan.

Rantau penamatan biasanya terdiri daripada urutan DNA yang mampu "melipat" sendiri, membentuk struktur "gelung garpu" (Bahasa Inggeris Gelung rambut).

Selepas penamatan, helai RNA yang disintesis dikenali sebagai transkripsi utama, yang dilepaskan dari kompleks transkripsi, selepas itu atau tidak boleh atau boleh didakwa pasca -transkripsi (sebelum terjemahan proteinnya, jika perlu) melalui proses yang disebut " Corte dan Empalme ".

Transkripsi dalam Procariotas (proses)

Oleh kerana sel -sel prokariotik tidak mempunyai teras yang dibalut dengan membran, transkripsi berlaku di sitosol, di rantau "nuklear" khususnya, di mana DNA kromosom tertumpu (bakteria mempunyai kromosom bulat).

Boleh melayani anda: isochromosome: definisi, asal, patologi yang berkaitan

Dengan cara ini, peningkatan kepekatan sitosolik protein yang diberikan jauh lebih cepat dalam prokariot daripada dalam eukariota, kerana proses transkripsi dan terjemahan berlaku di petak yang sama.

Bagaimana prokariot?

Agensi prokariotik mempunyai gen yang sangat mirip dengan eukariota: bekas juga menggunakan kawasan mempromosikan dan pengawalseliaan untuk transkripsi, walaupun perbezaan penting ada kaitan dengan fakta bahawa rantau yang mempromosikan sering mencukupi untuk mencapai ekspresi "kuat" gen.

Dalam pengertian ini, penting untuk menyebutkan bahawa, secara umum, prokariot selalu "membakar" secara lalai.

Rantau promoter dikaitkan dengan rantau lain, biasanya "hulu", yang dikawal oleh molekul menindas dan dikenali sebagai "wilayah operasi".

Perwakilan struktur gen prokariotik.Org/lesen/by/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Perbezaan dalam transkripsi antara prokariot dan eukariota adalah bahawa biasanya utusan eukariotik adalah monocistronics, iaitu, masing -masing mengandungi maklumat untuk mensintesis protein tunggal, sementara dalam prokariot mereka boleh menjadi monocistronics atau polystonic, di mana hanya satu rnm boleh mengandungi maklumat untuk dua atau lebih protein.

Oleh itu, diketahui bahawa gen prokariotik yang dikodkan untuk protein dengan fungsi metabolik yang sama, misalnya, didapati dalam kumpulan yang dikenali sebagai operon, yang pada masa yang sama ditranskripsikan dalam bentuk molekul tunggal RNA messenger.

Gen prokariotik padat dibungkus, tanpa banyak kawasan yang tidak kod di antara mereka, jadi sekali ditranskripsikan dalam molekul RNA utusan linear, mereka boleh diterjemahkan ke dalam protein dengan serta -merta (arnm eukariotik sering memerlukan pemprosesan berikutnya).

Apakah RNA polimerase prokariotik?

Organisma prokariotik seperti bakteria, sebagai contoh, menggunakan enzim polimerase RNA yang sama untuk menyalin semua gen mereka, iaitu, mereka yang menyandarkan subunit ribosom dan mereka yang menyandarkan protein sel yang berbeza.

Dalam bakteria Dan. coli Polimerase RNA terdiri daripada 5 subunit polipeptida, dua daripadanya adalah sama. Subunities α, α, β, β 'terdiri daripada bahagian tengah enzim dan dipasang dan de -slabs semasa setiap peristiwa transkripsi.

Subunit α adalah yang membolehkan kesatuan antara DNA dan enzim; Subunit β mengikat ke ribonukleotida tryphosphate yang akan dipolimerisasi mengikut acuan DNA dalam molekul mRNA yang semakin meningkat dan subunit β 'mengikat untuk mengatakan cetakan acuan.

Subunit kelima, yang dikenali sebagai σ mengambil bahagian dalam permulaan transkripsi dan adalah yang memberikan kekhususan kepada polimerase.