De DNA-transkription är den process genom vilken informationen i deoxiribonukleinsyra kopieras i form av en liknande molekyl, RNA, antingen som ett tidigare steg för proteinsyntes eller för bildandet av RNA-molekyler som deltar i flera cellulära processer av stor betydelse (reglering av genuttryck, signalering etc.).
Även om det inte är sant att alla gener i en organism kodar för proteiner, är det sant att alla proteiner i en cell, oavsett om de är eukaryota eller prokaryota, kodas av en eller flera gener, där varje aminosyra representeras av en uppsättning tre DNA-baser (kodon).
Syntesen av polypeptidkedjan som tillhör något cellulärt protein sker tack vare två grundläggande processer: transkription och translation; båda är mycket reglerade, eftersom de är två processer av stor betydelse för alla levande organismers funktion.
Artikelindex
Transkription involverar bildandet av en "mall" för en RNA-molekyl känd som "budbärar-RNA" (mRNA) från "standard" -sekvensen kodad i den region av DNA som motsvarar genen som ska transkriberas..
Denna process utförs av ett enzym som kallas RNA-polymeras, som känner igen speciella platser i DNA-sekvensen, binder till dem, öppnar DNA-strängen och syntetiserar en RNA-molekyl med en av dessa komplementära DNA-strängar som en mall eller ett mönster, även när det stöter på en annan speciell stoppsekvens.
Översättning är å andra sidan den process genom vilken proteinsyntes sker. Den består av "läsning" av informationen i mRNA som transkriberades från en gen, "översättning" av DNA-kodonerna till aminosyror och bildandet av en polypeptidkedja.
Översättningen av nukleotidsekvenserna av mRNA utförs av enzymer som är kända som aminoacyl-tRNA-syntetaser, tack vare deltagande av andra RNA-molekyler kända som "transfer RNA" (tRNA), vilka är antikodoner för kodonerna som ingår i MRNA, vilka är en sann kopia av DNA-sekvensen för en gen.
I eukaryota celler sker transkriptionsprocessen i kärnan, som är den huvudsakliga intracellulära organellen där DNA finns i form av kromosomer. Det börjar med "kopian" av den kodande regionen av genen som transkriberas till en enda bandmolekyl som kallas budbärar-RNA (mRNA)..
Eftersom DNA är begränsat i organellen, fungerar mRNA-molekylerna som mellanhänder eller transportörer vid överföring av det genetiska meddelandet från kärnan till cytosolen, där translationen av RNA sker och hela biosyntetiska maskineriet för proteinsyntes (ribosomer).
En gen består av en DNA-sekvens vars egenskaper bestämmer dess funktion, eftersom nukleotidernas ordning i nämnda sekvens är det som bestämmer dess transkription och efterföljande translation (i fallet med de som kodar för proteiner)..
När en gen transkriberas, det vill säga när dess information kopieras i form av RNA, kan resultatet bli ett icke-kodande RNA (cRNA), som har direkta funktioner i regleringen av genuttryck, i cellsignalering etc. eller det kan vara ett budbärar-RNA (mRNA), som sedan kommer att översättas till en aminosyrasekvens i en peptid.
Huruvida en gen har en funktionell produkt i form av RNA eller protein beror på vissa element eller regioner som finns i dess sekvens..
Gener, eukaryota eller prokaryota, har två DNA-strängar, en känd som "sense" -strängen och den andra "antisense". Enzymerna som är ansvariga för transkriptionen av dessa sekvenser "läser" endast en av de två strängarna, typiskt "sense" eller "kodande" sträng, som har en "riktning" 5'-3 '.
Varje gen har reglerande sekvenser i sina ändar:
- om sekvenserna är före den kodande regionen (den som kommer att transkriberas) är de kända som "promotorer"
- om de är åtskilda av många kilobaser kan de "tysta" eller "öka"
- de sekvenser som är närmare 3'-regionen av gener är vanligtvis terminatorsekvenser, som berättar för polymeraset att stoppa och avsluta transkription (eller replikering, i förekommande fall)
Promotorregionen är uppdelad i distal och proximal, beroende på dess närhet till den kodande regionen. Det är vid 5'-änden av genen och är platsen som känner igen enzymet RNA-polymeras och andra proteiner för att initiera transkription från DNA till RNA.
I den proximala delen av promotorregionen kan transkriptionsfaktorer bindas, vilka har förmågan att modifiera enzymets affinitet till sekvensen som ska transkriberas, därför är de ansvariga för att reglera transkriptionen av gener positivt eller negativt..
Förstärknings- och tystningsregionerna är också ansvariga för att reglera gentranskription genom att modifiera "aktiviteten" hos promotorregionerna genom deras förening med aktivator- eller repressorelement "uppströms" av genens kodande sekvens..
Det sägs att eukaryota gener alltid är "avstängda" eller "undertryckta" som standard, så de behöver aktiveras av promotorelement för att kunna uttryckas (transkriberas).
Oavsett organismen utförs transkription av en grupp enzymer som kallas RNA-polymeraser, som, liknande de enzymer som är ansvariga för DNA-replikering när en cell håller på att dela sig, specialiserar sig på syntes av en RNA-kedja från en av genen som transkriberas.
RNA-polymeraser är stora enzymkomplex som består av många underenheter. Det finns olika typer:
- RNA-polymeras I (Pol I): som transkriberar generna som kodar för den "stora" ribosomala subenheten.
- RNA-polymeras II (Pol II): som transkriberar proteinkodande gener och producerar mikro-RNA.
- RNA-polymeras III (Pol III): som producerar de överförings-RNA som används under translation och också det RNA som motsvarar den lilla subenheten i ribosomen.
- RNA-polymeras IV och V (Pol IV och Pol V): är typiska för växter och ansvarar för transkriptionen av små störande RNA.
Genetisk transkription är en process som kan studeras som indelad i tre faser: initiering, förlängning och avslutning..
RNA-polymeras (säg RNA-polymeras II) binder till sekvensen för promotorregionen, som består av en 6-10 basparsträckning vid 5'-änden av genen, vanligtvis cirka 35 baspar bort..
Föreningen av RNA-polymeras leder till "öppningen" av DNA-dubbelspiralen och separerar de komplementära strängarna. RNA-syntes börjar vid platsen känd som "initieringsstället" och sker i 5'-3'-riktningen, det vill säga "nedströms" eller från vänster till höger (enligt konvention).
Initieringen av transkription medierad av RNA-polymeraser beror på den samtidiga närvaron av proteintranskriptionsfaktorer kända som allmänna transkriptionsfaktorer, vilka bidrar till "lokaliseringen" av enzymet i promotorregion.
Efter att enzymet har börjat polymerisera, "tappas" det från både promotorsekvensen och allmänna transkriptionsfaktorer..
Det inträffar när RNA-polymeras "rör sig" längs DNA-sekvensen och adderar ribonukleotider komplementära till DNA-strängen som fungerar som en "mall" till det växande RNA. När RNA-polymeras "passerar" genom DNA-strängen återförenas det med sin antisenssträng.
Polymerisationen utförd av RNA-polymeras består av nukleofila attacker av syre i position 3 'i den växande RNA-kedjan till fosfat "alfa" i nästa nukleotidprekursor som ska tillsättas, med den därav följande bildningen av fosfodiesterbindningar och frisättningen av ett pyrofosfat molekyl (PPi).
Satsen som består av DNA-strängen, RNA-polymeraset och den framväxande RNA-strängen är känd som en transkriptionsbubbla eller komplex..
Terminering inträffar när polymeraset når avslutningssekvensen, som är logiskt placerad "nedströms" från transkriptionsinitieringsstället. När detta inträffar ”lossnar” både enzymet och det syntetiserade RNA från DNA-sekvensen som transkriberas..
Termineringsregionen består normalt av en DNA-sekvens som kan "vikas" på sig själv och bilda en "hårnålsslinga" -struktur. hårnålsslinga).
Efter avslutning är den syntetiserade RNA-strängen känd som det primära transkriptet, som frigörs från transkriptionskomplexet, varefter det kan eller kanske inte behandlas efter transkription (före dess översättning till protein, om tillämpligt) genom en process som kallas " skärning och skarvning ".
Eftersom prokaryota celler inte har en membransluten kärna, sker transkription i cytosolen, specifikt i "kärnkraftsområdet", där kromosomalt DNA är koncentrerat (bakterier har en cirkulär kromosom).
På detta sätt är ökningen av den cytosoliska koncentrationen av ett givet protein väsentligt snabbare i prokaryoter än i eukaryoter, eftersom transkriptions- och translationsprocesserna sker i samma avdelning..
Prokaryota organismer har gener som mycket liknar eukaryoter: de förstnämnda använder också promotor- och regulatoriska regioner för deras transkription, även om en viktig skillnad har att göra med det faktum att promotorregionen ofta är tillräcklig för att uppnå ett "starkt" uttryck av generna.
I denna mening är det viktigt att nämna att i allmänhet är prokaryota gener alltid "på" som standard..
Promotorregionen är associerad med en annan region, vanligtvis "uppströms", som regleras av repressormolekyler och är känd som "operatörsregionen.".
En skillnad i transkription mellan prokaryoter och eukaryoter är att normalt budbärar-RNA av eukaryoter är monocistronic, det vill säga var och en innehåller informationen för att syntetisera ett enda protein, medan i prokaryoter kan dessa vara monocistronic eller polycistronic, där endast ett MRNA kan innehålla information för två eller flera proteiner.
Således är det välkänt att prokaryota gener som kodar för proteiner med liknande metaboliska funktioner, till exempel, finns i grupper som är kända som operoner, vilka samtidigt transkriberas till en enda molekylform av budbärar-RNA..
Prokaryota gener är tätt packade utan många icke-kodande regioner mellan dem, så när de transkriberats till linjära budbärar-RNA-molekyler kan de översättas till protein omedelbart (eukaryota mRNA behöver ofta ytterligare bearbetning).
Prokaryota organismer som bakterier, till exempel, använder samma RNA-polymerasenzym för att transkribera alla deras gener, det vill säga de som kodar för ribosomala underenheter och de som kodar för olika cellulära proteiner.
I bakterierna E coli RNA-polymeras består av 5 polypeptidunderenheter, varav två är identiska. Α-, α-, β-, β'-underenheterna utgör den centrala delen av enzymet och monteras och demonteras under varje transkriptionshändelse..
Α-underenheterna är de som tillåter förening mellan DNA och enzym; β-underenheten binder till trifosfatribonukleotiderna som kommer att polymeriseras enligt DNA-mallen i den framväxande mRNA-molekylen och β'-underenheten binder till nämnda mall-DNA-sträng.
Den femte underenheten, känd som σ deltar i initieringen av transkription och är det som ger polymeras specificitet.
Transkription i prokaryoter är mycket lik den hos eukaryoter (den är också uppdelad i initiering, förlängning och avslutning), med vissa skillnader när det gäller identiteten för promotorregionerna och transkriptionsfaktorerna som är nödvändiga för att RNA-polymeras ska kunna utöva dina funktioner.
Även om promotorregionerna kan variera mellan olika prokaryota arter finns det två konserverade "konsensus" -sekvenser som lätt kan identifieras i -10-regionen (TATAAT) och i -35-regionen (TTGACA) uppströms den kodande sekvensen..
Det beror på σ-subenheten av RNA-polymeras, eftersom det förmedlar interaktionen mellan DNA och enzymet, vilket gör det kapabelt att känna igen promotorsekvenser. Initieringen avslutas när några abortifacienta transkript av cirka 10 nukleotider produceras som släpps.
När σ-underenheten lossnar från enzymet börjar förlängningsfasen, som består av syntesen av en mRNA-molekyl i 5'-3'-riktningen (cirka 40 nukleotider per sekund).
Avslutning i prokaryoter beror på två olika typer av signaler, det kan vara Rho-beroende och Rho-oberoende.
Det Rho-beroende proteinet styrs av detta protein som "följer" polymeraset när det framskrider i RNA-syntes tills det senare uppnår en sekvens rik på guaniner (G), saktar ner och kommer i kontakt med Rho-proteinet. mRNA.
Rho-oberoende avslutning kontrolleras av specifika sekvenser av genen, vanligtvis rika på upprepningar av guanin-cytosin (GC)..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.