Транскрипція - функція, завдання та хвороби

Процес транскрипція У біології він включає процес реплікації ділянки ланцюга ДНК в ланцюг передавальної РНК (мРНК). Потім мРНК містить послідовність нуклеїнових основ, яка комплементарна частині ДНК. Подальша транскрипція відбувається у всіх еукаріотів, включаючи людину, всередині ядра клітини, тоді як подальша трансляція, трансляція мРНК у певний білок у цитоплазмі, відбувається на рибосомах.

Зміст

Що таке транскрипція?

Процес транскрипції являє собою перший етап перетворення генетичної інформації в білки. На відміну від реплікації, мова не йде про копіювання всього геному, а лише певних частин ланцюга ДНК.

На певному ділянці ланцюга ДНК зв’язок із його комплементарним частковим ланцюгом у подвійній спіралі спочатку розривається, розриваючи водневі зв’язки. Додавання вільних нуклеотидів РНК до ділянки, яку потрібно скопіювати, створює новий додатковий розділ, який, однак, складається з рибонуклеїнових кислот, а не дезоксирибонуклеїнових кислот, як у ДНК.

Отриманий в результаті сегмент РНК є практично робочою копією сегмента ДНК і називається передавальною РНК (мРНК). МРНК, яка виникає в ядрі клітини, відривається від ДНК і транспортується через мембрану клітинного ядра в цитозоль, де відбувається трансляція, перетворення кодонів РНК у відповідну амінокислотну послідовність, тобто синтез білка.

Послідовність трьох (триплетів) нуклеобаз на мРНК, званих кодоном, визначає по одній амінокислоті. Відповідно до послідовності кодонів мРНК, відповідні амінокислоти з’єднуються за допомогою пептидних зв’язків, утворюючи поліпептиди та білки.

Функція та завдання

Функція транскрипції полягає у виробленні ланцюга мРНК, нуклеобази якого - в даному випадку основи рибонуклеїну, а не бази дезоксирибонуклеїну - відповідають комплементарній схемі експресованого сегмента ДНК. Таким чином, утворена мРНК відповідає певному негативному шаблону експресованого генного сегмента, який може бути використаний для одноразового синтезу закодованого білка, а потім повторно перероблений.

Другим основним процесом перетворення генетичної інформації в специфічні білки є трансляція, в ході якої амінокислоти зв’язуються між собою і пептидно пов'язуються з утворенням білків відповідно до кодування мРНК.

Транскрипція дає змогу вибірково читати генетичну інформацію та транспортувати її у вигляді додаткових копій з клітинного ядра в цитозоль та, незалежно від відповідного сегмента ДНК, будувати білки.

Однією з переваг транскрипції є те, що частини одного ланцюга ДНК можна експресувати для виробництва мРНК без необхідності весь ген піддаватись постійним фізіологічним змінам і тим самим ризикувати мутувати або іншим чином змінити його властивості.

Ще однією перевагою транскрипції є так зване сплайсинг та інші типи обробки мРНК. Процес сплайсингу спочатку звільняє мРНК від так званих інтронів, від безфункціональних кодонів, які не кодують амінокислоти. Крім того, нуклеотиди аденіну можуть бути приєднані до мРНК за допомогою ферменту полі (А) полімерази.

У людини, як і у інших ссавців, цей відросток, який називається полі (А) хвостом, складається приблизно з 250 нуклеотидів. Хвіст полі (А) скорочується із збільшенням віку молекули мРНК і визначає її біологічний період напіввиведення. Навіть якщо не всі функції та завдання полі (А) хвоста достатньо відомі, здається принаймні певним, що він захищає молекулу мРНК від деградації та покращує її конвертованість (перекладність) у білок.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та нездужання

За підрахунками, така помилка копіювання трапляється приблизно в кожній 1000-й копії. В обох випадках синтезується білок, який інтегрує ненавмисну амінокислоту принаймні в одному місці. Спектр ефектів варіюється від "непомітного" до повної відмови синтезованого білка.

Якщо генна мутація відбувається під час реплікації або внаслідок інших обставин, послідовність мутованого ядра транскрибується, оскільки процес транскрипції не включає перевірку кодонів на „правильність”.

Однак в організмі добре розвинений механізм відновлення ДНК, в якому в організмі людини бере участь понад 100 генів. Механізм складається з геніальної системи негайного відновлення мутації гена або заміни пошкодженої послідовності нуклеїнових основ, або ж мінімізації ефектів, якщо усунути дві попередні можливості.

Той факт, що транскрипція відбувається без попереднього дослідження генів, несе в собі ризик того, що транскрипція може також брати участь у розповсюдженні вірусів, якщо віруси ввозять власну ДНК в клітину хазяїна і змушують клітину господаря створювати геном вірусів або їх частин шляхом реплікації або транскрипції. Потім вони можуть спровокувати відповідну хворобу. В принципі, це стосується всіх типів вірусів.

набрякати

Alberts, B. et al.: Молекулярна біологія клітини. 4-е видання. Wiley-VCH., Weinheim 2003
Кларк, Д. П.: Молекулярна біологія: оригінал із засобами перекладу. Spektrum Akademischer Verlag., Гейдельберг, 2006
Шартл, М., Біохімія людини та молекулярна біологія. 1-е видання, Urban & Fischer Verlag, Мюнхен, 2009

Вас також може зацікавити

На MedLexi.de ми не лише публікуємо інформацію про здоров’я, медицину та оздоровлення, ми також в захваті від сучасних медичних досліджень та медичних технологій. Ми із задоволенням досліджуємо всі теми, пов’язані з добробутом та здоров’ям людини, і пояснюємо складні медичні проблеми з високими журналістськими стандартами для широкої громадськості.

Знання медичних експертів з наших предметних областей допомагають нам підготувати зрозумілі знання для вашого здоров’я. Ми з цікавістю досліджуємо факти, перевіряємо їх на основі поточної дослідницької ситуації, а також вивчаємо щоденну медичну практику. Ми бачимо себе посередниками знань між лікарем та пацієнтом.