Ang pag-unawa sa mga pangunahing pundasyon ng pagkakaroon ng buhay ay imposible nang walang malinaw na pag-unawa sa paghahatid ng namamana na impormasyon at pagpapatupad nito. Ang pag-iimbak ng mga gene ng katawan ay naisasakatuparan sa pamamagitan ng mga chromosome, kung saan ang iba't ibang mga seksyon ng DNA ay nakabalot, na nag-encode ng pangunahing pagkakasunud-sunod ng amino acid ng isang tiyak na protina. At ang pagpapatupad ng genetic na impormasyon at ang paghahatid nito sa pamamagitan ng mana ay nakakamit sa pamamagitan ng pagkopya nito. Ang prosesong ito ay tinatawag na "transkripsyon". Sa biology, nangangahulugan ito ng pagbabasa ng code ng isang gene section at pag-synthesize ng template para sa biosynthesis ng protina batay dito.
Molecular na batayan ng transkripsyon
Ang
Transcription ay isang enzymatic na proseso na sinusundan ng "pag-unpack" ng isang molekula ng DNA at nagbibigay ng access para sa pagbabasa ng isang partikular na gene. Pagkatapos ay sa double-stranded DNA molecule saSa unang seksyon, ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga nucleotide ay nasira para sa 4 na kadon. Mula sa sandaling ito, magsisimula ang yugto ng pagsisimula ng transkripsyon sa biology, na nauugnay sa pagkakabit ng DNA-dependent na RNA polymerase sa DNA macropolymer.
Ang natural na kinalabasan ng pagsisimula ay ang synthesis ng panimulang lugar ng messenger RNA, at sa sandaling ang unang komplementaryong nucleotide ay nakakabit dito at ang pagsasalin ng DNA-dependent na RNA polymerase ay nangyari, dapat magsalita tungkol sa simula. ng yugto ng pagpahaba. Ang kakanyahan nito ay nabawasan sa unti-unting paggalaw ng DNA-dependent na RNA polymerase sa kahabaan ng molekula ng DNA sa 3`-5` na direksyon, pinuputol ang mga DNA hydrogen bond sa harap at ibinabalik ang mga ito sa likod, pati na rin ang pag-attach ng isang komplementaryong nucleotide sa lumalaking chain ng RNA template.
Ang Enzyme DNA-dependent na RNA polymerase ay nag-catalyze sa pagdaragdag ng nucleotide sa RNA, habang ang ibang enzyme system ay may pananagutan sa pagbabasa, paghihiwalay ng mga hydrogen bond at pagbabawas ng mga ito. Ang lahat ng mga ito ay matatagpuan sa lugar kung saan nagaganap ang transkripsyon. Binibigyang-daan ka ng biology na ilapat ang paraan ng mga may label na atom at kumpirmahin ang katotohanan ng kanilang pinakamataas na konsentrasyon sa nuclei ng mga cell.
Transcription timeline
Sa mga kondisyon ng laboratoryo, nagawa ng mga siyentipiko ng pangkat ng pananaliksik na "Human Genome" na artipisyal na i-synthesize ang molekula ng DNA mismo at i-save ang genetic code dito. Ang prosesong ito ay tumagal ng higit sa 2 dekada, hindi binibilang ang mahabang paghahanda. Ito ay kagiliw-giliw na kung gaano kabilis ang mga prosesong ito ay nagpapatuloy sa isang buhay na cell. Pangunahing paraan ng pananaliksikpagsasalin at transkripsyon - molecular biology. At kahit na nakakaranas pa rin ito ng mga paghihirap na nauugnay sa imposibilidad ng isang visual na pagpapakita ng mga prosesong ito, mayroong ilang katibayan tungkol sa oras ng biosynthesis ng protina.
Sa partikular, ang proseso ng "pag-unpack" ng genetic na impormasyon ay maaaring tumagal ng 16-48 na oras, at ang transkripsyon ng gustong gene - mga 4-8 na oras. Ang synthesis ng isang maliit na molekula ng protina batay sa messenger RNA ay aabutin ng mga 4-24 na oras, pagkatapos ay magsisimula ang yugto ng "pagkahinog" nito. Ito ay tumutukoy sa self-spontaneous packaging ng isang protina sa pangalawang at pagkatapos ay sa isang tertiary na istraktura. Kung ang protina ay nangangailangan ng postsynthetic na pagbabago, ang prosesong ito ay maaaring tumagal nang humigit-kumulang isang linggo o higit pa.
Mga istrukturang selula, kung saan nagaganap ang transkripsyon at pagsasalin, ay pinag-aaralan nang higit at higit pang detalye sa biology. Kasabay nito, posible na kalkulahin na sa mga eukaryotic cell na may malaking hanay ng genetic material, ang synthesis ng isang simpleng molekula ng insulin ay tumatagal ng mga 16 na oras. Ang genetically modified Escherichia coli ay nagagawang mag-synthesize ng naturang molekula sa loob ng 4 na oras. Sa kaso ng malalaking protina ng tertiary at quaternary na istraktura, ang proseso ng kanilang synthesis at huling pagbuo ay maaaring tumagal nang humigit-kumulang 2 linggo.
Localization ng transcription enzymes
Ang ganitong proseso bilang transkripsyon (sa biology) ay nagaganap sa lugar ng direktang pag-iimbak ng namamana na impormasyon. Sa mga eukaryotic cell, ito ang cell nucleus, at sa pre-nuclear life forms, ito ang cytoplasm. viral enzymeGumagana ang reverse transcriptase sa nucleus ng mga nahawaang selula. Kasabay nito, ang mga mitochondrial nucleic acid, na isang hanay ng mga gene, ay dumaan din sa yugto ng transkripsyon. Sa biology at genetics, hindi pa rin alam ang kalikasan ng mga prosesong ito.
Ngunit ang katotohanan ng pagkakaroon ng mga mitochondrial na sakit ng tao na minana ng mga inapo ay nagpapatunay ng pagtitiklop ng DNA, kung saan ang transkripsyon ay isang kinakailangang hakbang. Nangangahulugan ito na ang ganitong proseso ay maaaring maganap sa ilang cellular structure: sa eukaryotes, ito ay mitochondria at ang cell nucleus, at sa prokaryotes, sa cytoplasm at plasmids.
Localization ng mga biosynthetic na proseso
Ang mga lokasyon kung saan nagaganap ang transkripsyon at pagsasalin (sa biology), dahil ang synthesis ng mga molekula ng protina ay hindi maaaring mangyari sa cell nucleus. Ang pagpupulong ng pangunahing istraktura ay nangyayari sa ribosomal apparatus ng cell, na karamihan ay puro sa cytoplasm sa lamad ng magaspang na endoplasmic reticulum.
Ang synthesis sa napakahusay na mga cell, na nakikilala sa pamamagitan ng mataas na rate ng pagpupulong ng mga bagong molekula ng protina, ay nangyayari pangunahin sa mga polyribosomes. Ngunit sa bacterial at highly specialized na mga cell, ang biosynthesis ay maaaring magpatuloy sa magkakaibang ribosome sa cytoplasm. Ang mga viral body ay walang sariling synthetic apparatus at organelles, at samakatuwid ay pinagsasamantalahan ang mga istruktura ng mga nahawaang cell.
