transcriere

Procesul de transcriere În biologie, implică procesul de replicare a unei secțiuni a unei catene de ADN într-o catenă de ARN mesager (ARNm). ARNm conține apoi secvența bazică nucleică care este complementară părții ADN-ului. Transcrierea ulterioară are loc la toate eucariotele, inclusiv la oameni, în cadrul nucleului celular, în timp ce traducerea ulterioară, traducerea ARNm într-o proteină specifică din citoplasmă, are loc pe ribozomi.

Care este transcrierea?

Procesul de transcripție este prima etapă în conversia informațiilor genetice în proteine. Spre deosebire de replicare, nu este vorba de a face o copie a întregului genom, ci mai degrabă doar anumite părți ale unei catene de ADN.

Într-o anumită secțiune a unei catene ADN, legătura cu catenele sale parțiale complementare în dubla helix este mai întâi spartă prin ruperea legăturilor de hidrogen. Adăugarea de nucleotide ARN libere în zona de copiat creează o nouă secțiune complementară, care, totuși, constă din acizi ribonucleici și nu acizi dezoxiribonucleici ca în ADN.

Segmentul ARN rezultat este practic copia de lucru a segmentului ADN și se numește ARN mesager (ARNm). ARNm care apare în nucleul celular se desparte de ADN și este transportat prin membrana nucleului celular în citosol, unde are loc traducerea, conversia codonilor ARN în secvența de aminoacizi corespunzătoare, adică sinteza proteinei.

Secvența a trei (triplete) de nucleobaze pe ARNm, numite codon, determină fiecare aminoacid. În conformitate cu secvența codonilor ARNm, aminoacizii corespunzători sunt asamblați în polipeptide și proteine ​​prin legături peptidice.

Funcție și sarcină

În biologie, transcrierea îndeplinește primul dintre cele două procese principale care transformă informațiile genetice, care sunt disponibile ca secvențe de nucleobaze ADN, în sinteza proteinelor. Informațiile genetice constau din secvențe de trei, așa-numitele triplete sau codoni, fiecare reprezentând un aminoacid, prin care unii aminoacizi pot fi definiți și de diferiți codoni.

Funcția transcrierii constă în producerea unei catene de ARNm ale căror nucleobaze - în acest caz baze ribonucleine și nu baze dezoxiribonucleare - corespund modelului complementar al segmentului ADN exprimat. ARNm generat astfel corespunde unui fel de șablon negativ al segmentului genic exprimat, care poate fi utilizat pentru sinteza unică a proteinei codificate și este apoi reciclat din nou.

Al doilea proces principal pentru transformarea informațiilor genetice în proteine ​​specifice este traducerea, în cursul căreia se împletesc aminoacizii și se leagă peptidic la proteine ​​de formă conform codării ARNm.

Transcrierea permite informațiilor genetice să fie citite selectiv și transportate sub formă de copii complementare din nucleul celular în citosol și, independent de segmentul ADN corespunzător, pentru a construi proteinele.

Unul dintre avantajele transcrierii este că anumite părți ale unei singure catene de ADN pot fi exprimate pentru producerea mARN, fără ca întreaga genă să fie expusă la modificări fiziologice constante și, astfel, cu riscul de mutare sau modificare a proprietăților sale.

Un alt avantaj al transcripției este așa-numitul splicing și alte tipuri de prelucrare a mARN. Procesul de splicing eliberează mai întâi mRNA de așa-numitele introne, de codoni funcționali care nu codifică aminoacizii. În plus, nucleotidele de adenină pot fi atașate la ARNm folosind enzima poli (A) polimerază.

La om, ca și la alte mamifere, această apendice, numită coada poli (A), este formată din aproximativ 250 de nucleotide. Coada poli (A) se scurtează odată cu creșterea vârstei moleculei ARNm și determină timpul său de înjumătățire biologic. Chiar dacă nu toate funcțiile și sarcinile cozii poli (A) sunt suficient de cunoscute, pare cel puțin sigur că protejează molecula de mRNA de degradare și îmbunătățește convertibilitatea (transatabilitatea) într-o proteină.

Boli și afecțiuni

Similar cu diviziunea celulară, unde pot apărea erori în replicarea genomului, cea mai frecventă problemă legată de transcriere este o „eroare de copiere”. Fie un codon este "uitat" în timpul sintezei ARNm, fie un codon mRNA incorect este creat pentru un anumit codon ADN.

Se estimează că o astfel de eroare de copie apare la aproximativ fiecare a 1000-a copie. În ambele cazuri este sintetizată o proteină care integrează un aminoacid neintenționat în cel puțin un loc. Spectrul de efecte variază de la „nu se observă” până la eșecul total al proteinei sintetizate.

Dacă o mutație genică are loc în timpul replicării sau din cauza altor circumstanțe, secvența bazelor nucleice mutate este transcrisă, deoarece procesul de transcriere nu include verificarea codonilor pentru „corectitudine”.

Cu toate acestea, organismul are un mecanism bine dezvoltat de reparare a ADN-ului în care sunt implicate peste 100 de gene la om. Mecanismul constă într-un sistem ingenios de reparare imediată a mutației genice sau înlocuirea unei secvențe de bază a nucleului deteriorat, sau altfel minimizarea efectelor dacă primele două posibilități sunt eliminate.

Faptul că transcrierea are loc fără testarea prealabilă a genelor implică riscul ca transcripția să poată fi implicată și în răspândirea virușilor dacă virușii își injectează propriul ADN în celula gazdă și determină celula gazdă să creeze genomul. a virusurilor, sau a unor părți din ele, prin replicare sau transcriere. Acestea pot declanșa apoi boala corespunzătoare. În principiu, acest lucru se aplică tuturor tipurilor de viruși.