transkription

Processen transkription I biologi involverar det processen att replikera en sektion av en DNA-sträng till en messenger-RNA-sträng (mRNA). MRNA innehåller sedan den nukleiska bassekvensen som är komplementär till DNA-delen. Den efterföljande transkriptionen äger rum i alla eukaryoter, inklusive människor, inom cellkärnan, medan den efterföljande translationen, översättningen av mRNA till ett specifikt protein i cytoplasma, sker på ribosomerna.

Vad är transkriptionen?

Transkriptionsprocessen är det första steget i omvandlingen av genetisk information till proteiner, till skillnad från replikering handlar det inte om att göra en kopia av hela genomet, utan snarare bara specifika delar av en DNA-sträng.

Vid en viss del av en DNA-sträng bryts bindningen till dess komplementära delsträng i den dubbla spiralen först genom att bryta vätebindningarna. Tillsatsen av fria RNA-nukleotider till området som ska kopieras skapar en ny komplementär sektion, som emellertid består av ribonukleinsyror och inte deoxyribonukleinsyror som i DNA.

Det resulterande RNA-segmentet är praktiskt taget arbetskopian av DNA-segmentet och kallas messenger RNA (mRNA). MRNA som uppstår i cellkärnan delar sig från DNA och transporteras genom cellkärnmembranet in i cytosolen, där translation, omvandlingen av RNA-kodonerna till motsvarande aminosyrasekvens, dvs syntesen av proteinet, sker.

Sekvens av tre (triplett) nukleobaser på mRNA, kallad kodon, bestämmer en aminosyra vardera. I enlighet med sekvensen för mRNA-kodonerna sammanställs motsvarande aminosyror till polypeptider och proteiner via peptidbindningar.

Funktion & uppgift

I biologi uppfyller transkription den första av två huvudprocesser som omvandlar genetisk information, som är tillgänglig som sekvenser av DNA-nukleobaser, till syntesen av proteiner. Den genetiska informationen består av sekvenser av tre, så kallade tripletter eller kodoner, som var och en står för en aminosyra, varvid vissa aminosyror också kan definieras av olika kodoner.

Transkriptionens funktion består i produktion av en mRNA-sträng vars nukleobaser - i detta fall ribonukleinbaser och inte deoxiribonukleösa baser - motsvarar det komplementära mönstret för det uttryckta DNA-segmentet. Det genererade mRNA motsvarar således en typ av negativ mall för det uttryckta gensegmentet, som kan användas för engångssyntesen av det kodade proteinet och sedan återcirkuleras.

Den andra huvudprocessen för att omvandla genetisk information till specifika proteiner är translation, under vilken aminosyror strängas samman och peptidiskt kopplas till bildning av proteiner enligt kodningen av mRNA.

Transkription gör att genetisk information kan läsas selektivt och transporteras i form av komplementära kopior ur cellkärnan in i cytosolen och, oberoende av motsvarande DNA-segment, att bygga proteinerna.

En av fördelarna med transkription är att delar av en enda DNA-sträng kan uttryckas för produktion av mRNA utan att hela genen måste utsättas för ständiga fysiologiska förändringar och därigenom riskera att mutera eller på annat sätt ändra dess egenskaper.

En annan fördel med transkription är den så kallade skarvningen och andra typer av bearbetning av mRNA. Skarvningsprocessen befriar först mRNA från så kallade introner från funktionslösa kodoner som inte kodar för aminosyror. Dessutom kan adeninnukleotider fästas till mRNA med användning av enzympoly (A) -polymeras.

Hos människor, som i andra däggdjur, består denna bihang, kallad poly (A) svansen, av cirka 250 nukleotider. Poly (A) -svansen förkortas med ökande ålder av mRNA-molekylen och bestämmer dess biologiska halveringstid. Även om inte alla funktioner och uppgifter för poly (A) -svansen är tillräckligt välkända, verkar det åtminstone säkert att den skyddar mRNA-molekylen från nedbrytning och förbättrar konvertibiliteten (översättbarheten) till ett protein.

Sjukdomar och sjukdomar

I likhet med celldelning, där fel i replikationen av genomet kan uppstå, är det vanligaste problemet relaterat till transkription ett "kopieringsfel". Antingen "kodas" glömmas under syntesen av mRNA eller så skapas ett felaktigt mRNA-kodon för ett visst DNA-kodon.

Det uppskattas att ett sådant kopieringsfel uppstår i ungefär varje 1000: e kopia. I båda fallen syntetiseras ett protein som integrerar en oavsiktlig aminosyra på minst ett ställe. Spektrumet av effekter sträcker sig från "inte märkbar" till totalt fel i det syntetiserade proteinet.

Om en genmutation inträffar under replikering eller på grund av andra omständigheter, transkriberas den muterade nukleiska bassekvensen, eftersom transkriptionsprocessen inte inkluderar kontroll av kodonerna för "korrekthet".

Emellertid har kroppen en välutvecklad DNA-reparationsmekanism där mer än 100 gener är involverade i människor. Mekanismen består av ett genialt system för omedelbar reparation av genmutationen eller ersättningen av en skadad nukleusbassekvens, eller annars minimerar effekterna om de tidigare två möjligheterna elimineras.

Det faktum att transkriptionen äger rum utan tidigare test av generna har risken att transkription också kan vara involverad i spridningen av virus om virusen injicerar sitt eget DNA i värdcellen och får värdcellen att skapa genomet av virusen, eller delar därav, genom replikering eller transkription. Dessa kan sedan utlösa motsvarande sjukdom. I princip gäller detta alla typer av virus.