Biologer kallar termen "transkription" för ett speciellt skede av implementeringen av ärftlig information, vars essens handlar om att läsa en gen och bygga en komplementär RNA-molekyl till den. Det är en enzymatisk process som involverar arbetet av många enzymer och biologiska mediatorer. Samtidigt är de flesta av de biokatalysatorer och mekanismer som är ansvariga för att utlösa genreplikation okända för vetenskapen. På grund av detta återstår det att se i detalj vad transkription är (i biologi) på molekylär nivå.
Realisering av genetisk information
Modern vetenskap om transkription, såväl som om överföring av ärftlig information, är inte välkänd. De flesta data kan representeras som en sekvens av steg i proteinbiosyntesen, vilket gör det möjligt att förstå mekanismen för genuttryck. Proteinsyntes är ett exempel på förverkligandet av ärftlig information, eftersom genen kodar för dess primära struktur. För varje proteinmolekyl, vare sig det är ett strukturellt protein, ett enzym ellermediator, det finns en primär aminosyrasekvens registrerad i generna.
Så fort det blir nödvändigt att återsyntetisera detta protein startar processen att "packa upp" DNA:t och läsa koden för den önskade genen, varefter transkription sker. Inom biologi består schemat för en sådan process av tre steg, konventionellt identifierade: initiering, förlängning, avslutning. Det är dock ännu inte möjligt att skapa specifika förutsättningar för deras observation under experimentet. Dessa är ganska teoretiska beräkningar som möjliggör en bättre förståelse av enzymsystemens deltagande i processen att kopiera en gen till en RNA-mall. I sin kärna är transkription processen för RNA-syntes baserad på den despiraliserade 3'-5'-strängen av DNA.
Transkriptionsmekanism
Du kan förstå vad transkription är (i biologi) genom att använda exemplet budbärar-RNA-syntes. Det börjar med "frisättningen" av genen och anpassningen av strukturen hos DNA-molekylen. I kärnan finns ärftlig information i kondenserat kromatin, och inaktiva gener "packas" kompakt i heterokromatin. Dess despiralisering gör att den önskade genen kan frigöras och göras tillgänglig för läsning. Sedan delar ett speciellt enzym det dubbelsträngade DNA:t i två strängar, varefter 3'-5'-strängskoden läses.
Från och med detta ögonblick börjar själva transkriptionsperioden. Enzymet DNA-beroende RNA-polymeras sätter ihop startsektionen av RNA, till vilken den första nukleotiden är fäst, komplementär3'-5'-strängen av DNA-mallregionen. Vidare byggs RNA-kedjan upp, vilket varar i flera timmar.
Vikten av transkription i biologi ges inte bara till initieringen av RNA-syntes, utan också till dess avslutning. Att nå den terminerande regionen av genen initierar avbrytningen av avläsningen och leder till lanseringen av en enzymatisk process som syftar till att lösgöra det DNA-beroende RNA-polymeraset från DNA-molekylen. Den delade sektionen av DNA är helt "tvärbunden". Under transkriptionen fungerar också enzymsystem som "kontrollerar" riktigheten av tillägget av nukleotider och, om syntesfel uppstår, "klipper ut" onödiga sektioner. Genom att förstå dessa processer kan vi svara på frågan om vad som är transkription i biologi och hur den regleras.
Omvänd transkription
Transkription är den grundläggande universella mekanismen för att överföra genetisk information från en bärare till en annan, till exempel från DNA till RNA, som det sker i eukaryota celler. Men i vissa virus kan genöverföringssekvensen vara omvänd, det vill säga koden läses från RNA till enkelsträngat DNA. Denna process kallas omvänd transkription, och det är lämpligt att överväga exemplet med mänsklig infektion med HIV-viruset.
Det omvända transkriptionsschemat ser ut som införandet av ett virus i cellen och den efterföljande syntesen av DNA baserat på dess RNA med hjälp av enzymet omvänt transkriptas (revertas). Denna biokatalysator finns initi alt i den virala kroppen och aktiveras när den kommer in i den mänskliga cellen. Det tillåtersyntetisera en DNA-molekyl med genetisk information från nukleotider som finns i mänskliga celler. Resultatet av det framgångsrika slutförandet av omvänd transkription är produktionen av en DNA-molekyl, som genom integrasenzymet introduceras i cellens DNA och modifierar den.
Vikten av transkription i genteknik
Viktigt, den här typen av omvänd transkription i biologi leder till tre viktiga slutsatser. För det första att virus i fylogenetiska termer borde vara mycket högre än encelliga livsformer. För det andra är detta ett bevis på möjligheten att det finns en stabil enkelsträngad DNA-molekyl. Tidigare fanns en uppfattning om att DNA kan existera under lång tid endast i form av en dubbelsträngad struktur.
För det tredje, eftersom ett virus inte behöver ha information om sina gener för att integreras i DNA från celler från en infekterad organism, kan det bevisas att godtyckliga gener kan introduceras i den genetiska koden för någon organism genom omvänd transkription. Den senare slutsatsen tillåter användningen av virus som genteknikverktyg för att bädda in vissa gener i bakteriegenomet.
