Genetikk

DNA -transkripsjon

Hva er DNA -transkripsjon?

De DNA -transkripsjon Det er prosessen der informasjonen i deoksyribonukleinsyre kopieres i form av et lignende molekyl, RNA, enten som et tidligere trinn for syntese av protein eller for dannelse av RNA -molekyler som deltar i flere cellulære prosesser av Stor betydning (regulering av genetisk uttrykk, signalering osv.).

Selv om det ikke er sant at alle gener av en organisme koder for proteiner, er det at alle proteiner i en celle, enten eukaryote eller prokaryota, er kodet av ett eller flere gener, der hver aminosyre er representert med et sett med tre DNA Baser (kodon).

Eukaryotisk genbehandling (Kilde: Leonid 2/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Syntesen av polypeptidkjeden som tilhører ethvert celleprotein oppstår takket være to grunnleggende prosesser: transkripsjon og oversettelse; begge ekstremt regulerte, siden dette er to prosesser av stor betydning for funksjonen til enhver levende organisme.

Hva er DNA -transkripsjon?

Transkripsjonen innebærer dannelse av en "form" av et RNA -molekyl kjent som "messenger RNA" (RNM) fra "mønster" -sekvensen som er kodet i DNA -regionen som tilsvarer genet som må transkriberes.

Denne prosessen utføres av et enzym kalt RNA -polymerase, som gjenkjenner spesielle steder i DNA -sekvensen, binder seg til disse, åpner DNA -streng Nok en spesiell sekvens av internering.

Oversettelse er derimot prosessen som proteinsyntese oppstår. Den består av "lesingen" av informasjonen i RNM som ble transkribert fra et gen, i "oversettelsen" av DNA -kodonene i aminosyrer og i dannelsen av en polypeptidkjede.

Oversettelsen av nukleotidsekvensene av mRNA utføres av enzymer kjent som aminoacil-antyntheteticas, takket være deltakelse av andre RNA-molekyler kjent som "Transfer RNA" (ARNT), som er antikodoner av kodonene som er inneholdt i RNM, som er en trofast kopi av DNA -sekvensen til et gen.

Transkripsjon i eukaryoter (prosess)

Under transkripsjon i eukaryoter brukes DNA som en form for å skape en streng av messenger -RNA ved hjelp av RNA -polymeraseenzymet

I eukaryote celler forekommer transkripsjonsprosessen i kjernen, som er den viktigste intracellulære organellen der DNA er inneholdt i kromosomer. Begynn med "kopien" av kodingsregionen til genet som er transkribert i et enkelt båndmolekyl kjent som Messenger RNA (RNM).

Siden DNA er innesperret i denne organellen, fungerer MRNM -molekylene som mellommenn eller transportører i overføringen av den genetiske meldingen fra kjernen til cytosol, der oversettelsen av RNA oppstår og alt det biosyntetiske maskineriet for proteinsyntese oppstår (ribosomasene ).

Hva er eukaryotgener?

Et gen består av en DNA -sekvens hvis egenskaper bestemmer dens funksjon, siden rekkefølgen på nukleotidene i nevnte sekvens er den som betinget dens transkripsjon og påfølgende oversettelse (i tilfelle av de som koder for proteiner).

Kan tjene deg: Hva er grenene til genetikk?

Når et gen blir transkribert, det vil si når informasjonen din kopieres i form av RNA, kan resultatet være et ikke -kodende RNA (RNANC), som har direkte funksjoner i reguleringen av genetisk uttrykk, i cellesignal, etc., Eller det kan være et messenger -RNA (RNM), som deretter blir oversatt til en aminosyresekvens i et peptid.

Representasjon av strukturen til en eukaryotisk gen.Org/lisenser/av/4.0) via Wikimedia Commons)

At et gen har et funksjonelt produkt i form av RNA eller protein, avhenger av visse elementer eller regioner som er til stede i sin sekvens.

Genene, eukaryoter eller prokaryoter, har to DNA -tråder, en kjent som "Sense" og en annen "Antiscentid". Enzymene som har ansvaret for transkripsjonen av disse sekvensene "leste" bare en av de to trådene, typisk "sansen" eller "koding" -strengen, som har "retning" 5'-3 '.

Hvert gen har regulatoriske sekvenser i endene:

Hvis sekvensene er før kodingsregionen (som vil bli transkribert) er kjent som "promotorer".
Hvis de skilles med mange kilobaser, kan disse være "lyddemper" eller "forbedret".
De sekvensene som er nærmere region 3 'av genene er vanligvis terminatorer, noe som indikerer for polymerasen som må stoppes og fullføres transkripsjonen (eller replikasjon, som tilfellet kan være).

Promoterregionen er delt inn i distalt og proksimalt, i henhold til dens nærhet til kodingsregionen. Det er i enden av genet, og det er stedet som gjenkjenner enzima RNA -polymerase og andre proteiner for å starte transkripsjonen av DNA til RNA.

I den proksimale delen av promoterregionen kan transkripsjonsfaktorer kobles sammen, som har evnen til å modifisere affiniteten til enzymet til sekvensen som vil transkribere, slik at de er positive eller negativt regulert av transkripsjonen av genene.

Forbedrings- og lyddemperregionene er også ansvarlige for å regulere genetisk transkripsjon ved å endre "aktiviteten" av de promoterende regionene ved deres forening med å aktivere elementer eller repressorer "oppstrøms" av kodingssekvensen til genet.

Det sies at eukaryote gener alltid er "slått av" eller "undertrykt" som standard, så de trenger aktivering gjennom de promoterende elementene for å uttrykke seg (transkribere).

Som har ansvaret for transkripsjon?

Uansett kropp, utføres transkripsjonen av en gruppe enzymer som kalles polymerase -RNA, som ligner enzymer som har ansvaret for replikasjonen av DNA når en celle skal deles, spesialiserer en RNA -kjede i syntesen en kjede av RNA Fra en av DNA -strengene til genet som er transkribert.

Polymerase -RNA er store enzymatiske komplekser sammensatt av mange underenheter. Det er forskjellige typer:

RNA -polymerase I (pol I): som transkriberer genene som koder for den "store" ribosomale underenheten.
RNA -polymerase II (Pol II): som transkriberer proteinkodende gener og produserer mikro -ARN -er.
RNA -polymerase III (Pol III): som produserer overførings -RNA som ble brukt under oversettelsen og også RNA som tilsvarer den lille underenheten til ribosomet.
RNA -polymerase IV og V (Pol IV og Pol V): De er typiske for planter og er ansvarlige for transkripsjon av liten interferens RNA.

Hva er prosessen?

Transkripsjon av eukaryote gener (kilde: erinp.5000/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0) via Wikimedia Commons)

Genetisk transkripsjon er en prosess som kan studeres som deles inn i tre faser: initiering, forlengelse og avslutning.

Kan tjene deg: pseudogener

Initiering

Under innvielsen fungerer promoterregionen som fremmer genet som et gjenkjennelsessted for RNA -polymerase. Det er her det meste av det genetiske uttrykket kontrolleres

RNA -polymerase (vi setter som et eksempel på RNA -polymerase II) forbinder sekvensen til promoterregionen, som består av en seksjon på 6 til 10 basepar i 5' -enden av genet, vanligvis omtrent 35 par baser fra Startsted for transkripsjonen.

Foreningen av RNA -polymerasen fører til "åpningen" av den doble propellen til DNA, og skiller de komplementære strengene. Syntesen av RNA begynner på stedet kjent som "Initieringssted" og forekommer i 5'-3 '-adressen, det vil si "nedstrøms" eller fra venstre til høyre (etter stevne).

Initiering av transkripsjon mediert av polymerase RNA avhenger av samtidig tilstedeværelse av proteintranskripsjonsfaktorer kjent som generelle transkripsjonsfaktorer, som bidrar til "plasseringen" av enzymet i promoterregionen.

Etter at enzymet har begynt å polymerisere, er dette "løsrevet" fra både promotersekvensen og generelle transkripsjonsfaktorer.

Forlengelse

Under forlengelsen glir pnal -polimerasen gjennom kjeden som fungerer som en form

Det forekommer da RNA -polymerase er "beveger seg" langs DNA -sekvensen og tilfører det voksende RNA de komplementære ribonukleotider med DNA -strengen som fungerer som "mugg". Når polimerase -RNA "passerer" gjennom DNA -strengen, er det igjen med sin antiscentidstreng.

Polymerisasjonen utført ved RNA -polymerase består av nukleofile angrep av oksygen i posisjon 3 'av den økende RNA -kjeden til "alfa" -fosfat av den neste nukleotidforløperen som vil bli tilsatt, med den påfølgende dannelsen av fosfodisterbindinger og frigjøring av en Pyrofosfatmolekyl (PPI).

Settet som består av DNA -streng, RNA -polymerase og tråden til begynnende RNA er kjent som boble eller transkripsjonskompleks.

Avslutning

Når RNA -polymerasen når den terminale regionen til genet, er transkripsjonsmessengeren fullført. Deretter blir polyrase -RNA, DNA -kjeden og transkripsjonsmessenger -RNA dissosiert

Oppsigelsen finner sted når polymerasen når termineringssekvensen, som er logisk lokalisert "nedstrøms" for transkripsjonsinitieringsstedet. Når dette skjer, er både enzymet og det syntetiserte RNA "av" fra DNA -sekvensen som er transkribert.

Terminasjonsregionen består normalt av en DNA -sekvens som er i stand til å "felle" på seg selv, og danner en "gaffel sløyfe" -struktur (engelsk Hårnålsløyfe).

Etter avslutningen er den syntetiserte RNA -strengen kjent som primær transkribert, som frigjøres fra transkripsjonskomplekset, hvoretter den eller ikke kan eller kan bli tiltalt etter -transkripsjonelt (før dets proteinoversettelse om nødvendig) gjennom en prosess kalt " Corte og Empalme ".

Transkripsjon i procariotas (prosess)

Siden prokaryote celler ikke har en kjerne innpakket av en membran, skjer transkripsjon i cytosol, i det "kjernefysiske" regionen, hvor kromosomalt DNA er konsentrert (bakterier har et sirkulært kromosom).

Kan tjene deg: Isokromosom: Definisjon, opprinnelse, tilhørende patologier

På denne måten er økningen i den cytosoliske konsentrasjonen av et gitt protein vesentlig raskere i prokaryoter enn i eukaryoter, siden transkripsjons- og oversettelsesprosessene oppstår i samme rom.

Hvordan er prokaryoter?

Prokaryote byråer har gener som er veldig like eukaryoter: førstnevnte bruker også promoterende og regulatoriske regioner for transkripsjon, selv om en viktig forskjell har å gjøre med det faktum at det promoterende regionen ofte er tilstrekkelig for å oppnå et "sterkt" uttrykk for genene.

I denne forstand er det viktig å nevne at prokaryoter generelt alltid "brenner" som standard.

Promoterregionen er assosiert med en annen region, vanligvis "oppstrøms", som er regulert av undertrykkende molekyler og er kjent som "driftsregion".

Representasjon av strukturen til en prokaryistisk gen.Org/lisenser/av/4.0) via Wikimedia Commons)

En forskjell i transkripsjon mellom prokaryoter og eukaryoter er at de eukaryote budbringerne normalt er monokistronics, det vil si hver og en inneholder informasjonen for å syntetisere et enkelt protein, mens de bare en RNM kan inneholde to eller flere proteiner.

Dermed er det velkjent at de prokaryote genene som kodifiserer for protein med lignende metabolske funksjoner, for eksempel, finnes i grupper kjent som operoner, som samtidig er transkribert i en form av et enkelt molekyl av Messenger RNA.

De prokaryote genene er tett pakket, uten mange ikke -kodende regioner mellom dem, så når de er transkribert i RNA -molekyler lineære budbringere, kan de oversettes til protein umiddelbart (eukaryote arnms trenger ofte etterfølgende prosessering).

Hva er prokaryotisk polymerase RNA?

Prokaryote organismer som bakterier, for eksempel, bruker de samme RNA -polymerase -enzymet for å transkribere alle genene sine, det vil si de som koder for ribosomale underenheter og de som koder for forskjellige celleproteiner.

I bakteriene OG. coli RNA -polymerase er sammensatt av 5 polypeptidunderenheter, hvorav to er identiske. Undermunninger α, α, β, β 'omfatter den sentrale delen av enzymet og er samlet og de -sslabs under hver transkripsjonshendelse.

Α -underenhetene er de som tillater foreningen mellom DNA og enzym; Β -underenheten binder seg til ribonukleotidene tryfosfat som vil bli polymerisert i henhold til DNA -formen i det stigende mRNA -molekylet og β -underenheten 'binder seg til nevnte form av mugg.

Den femte underenheten, kjent som σ Deltar i initieringen av transkripsjonen og er den som gir spesifisitet til polymerasen.