Înțelegerea fundamentelor fundamentale ale existenței vieții este imposibilă fără o înțelegere clară a transmiterii informațiilor ereditare și a implementării acesteia. Depozitarea genelor organismului se realizează prin intermediul cromozomilor, în care sunt împachetate diferite secțiuni de ADN, care codifică secvența primară de aminoacizi a unei anumite proteine. Iar implementarea informației genetice și transmiterea acesteia prin moștenire se realizează prin copierea acesteia. Acest proces se numește „transcripție”. În biologie, înseamnă citirea codului unei secțiuni de genă și sintetizarea unui șablon pentru biosinteza proteinelor pe baza acestuia.
Baza moleculară a transcripției
Transcripția este un proces enzimatic care este precedat de „despachetarea” unei molecule de ADN și care oferă acces pentru citirea unei anumite gene. Apoi, în molecula de ADN dublu catenarăÎn secțiunea inițială, legăturile de hidrogen dintre nucleotide sunt rupte pentru 4 kadoni. Din acest moment începe faza de inițiere a transcripției în biologie, asociată cu atașarea ARN polimerazei dependente de ADN la macropolimerul ADN.
Rezultatul natural al inițierii este sinteza locului de pornire al ARN-ului mesager și, de îndată ce prima nucleotidă complementară este atașată de acesta și are loc translocarea ARN polimerazei dependente de ADN, ar trebui să vorbim despre început. a etapei de alungire. Esența sa se reduce la mișcarea treptată a ARN polimerazei dependente de ADN de-a lungul moleculei de ADN în direcția 3`-5`, tăind legăturile de hidrogen ADN în față și restabilindu-le în spate, precum și atașând o nucleotidă complementară la creșterea. lanțul șablonului ARN.
Enzima ARN polimeraza dependentă de ADN catalizează adăugarea unei nucleotide la ARN, în timp ce alte sisteme enzimatice sunt responsabile pentru citirea, separarea legăturilor de hidrogen și reducerea acestora. Toate sunt situate în locul unde are loc transcrierea. Biologia vă permite să aplicați metoda atomilor marcați și să confirmați faptul că concentrația lor este cea mai mare în nucleele celulelor.
Cronologia transcripției
În condiții de laborator, oamenii de știință din grupul de cercetare „Genomul uman” au reușit să sintetizeze artificial în sine molecula de ADN și să salveze codul genetic din ea. Acest proces a durat mai mult de 2 decenii, fără a număra pregătirea îndelungată. Este interesant cât de repede se desfășoară aceste procese într-o celulă vie. Metoda principală de cercetaretraducere și transcriere - biologie moleculară. Și deși încă se confruntă cu dificultăți asociate cu imposibilitatea unei demonstrații vizuale a acestor procese, există unele dovezi cu privire la momentul biosintezei proteinelor.
În special, procesul de „despachetare” a informațiilor genetice poate dura 16-48 de ore, iar transcrierea genei dorite - aproximativ 4-8 ore. Sinteza unei molecule mici de proteină bazată pe ARN mesager va dura aproximativ 4-24 de ore, după care începe etapa de „maturare” a acesteia. Aceasta se referă la ambalarea auto-spontană a unei proteine într-o structură secundară și apoi într-o structură terțiară. Dacă proteina necesită modificare postsintetică, acest proces poate dura aproximativ o săptămână sau mai mult.
Structurile celulare, unde au loc transcripția și traducerea, sunt studiate din ce în ce mai detaliat în biologie. În același timp, a fost posibil să se calculeze că în celulele eucariote cu un set mare de material genetic, sinteza unei molecule simple de insulină durează aproximativ 16 ore. Escherichia coli modificată genetic este capabilă să sintetizeze o astfel de moleculă în 4 ore. În cazul proteinelor mari cu structură terțiară și cuaternară, procesul de sinteză și formare finală a acestora poate dura aproximativ 2 săptămâni.
Localizarea enzimelor de transcripție
Un astfel de proces precum transcripția (în biologie) are loc în locul stocării directe a informațiilor ereditare. În celulele eucariote, acesta este nucleul celulei, iar în formele de viață prenucleare, este citoplasma. enzimă viralărevers transcriptaza acţionează în nucleul celulelor infectate. În același timp, acizii nucleici mitocondriali, care sunt un set de gene, trec și ei prin etapa de transcripție. În biologie și genetică, natura acestor procese este încă necunoscută.
Dar faptul prezenței unor boli mitocondriale umane care sunt moștenite de descendenți confirmă replicarea ADN-ului, pentru care transcripția este un pas necesar. Aceasta înseamnă că un astfel de proces poate avea loc în mai multe structuri celulare: la eucariote, acestea sunt mitocondriile și nucleul celular, iar la procariote, în citoplasmă și plasmide.
Localizarea proceselor de biosinteză
Locațiile în care au loc transcripția și traducerea (în biologie) sunt diferite, deoarece sinteza moleculelor de proteine pur și simplu nu poate avea loc în nucleul celulei. Asamblarea structurii primare are loc pe aparatul ribozomal al celulei, care este concentrat predominant în citoplasmă de pe membrana reticulului endoplasmatic rugos.
Sinteza în celulele foarte dezvoltate, care se disting printr-o rată mare de asamblare a noilor molecule de proteine, are loc în principal pe poliribozomi. Dar în celulele bacteriene și în alt specializate, biosinteza poate avea loc pe ribozomi disparați din citoplasmă. Corpurile virale nu au propriul lor aparat sintetic și organele și, prin urmare, exploatează structurile celulelor infectate.
