Biolozi termin "transkripcija" nazivaju posebnom etapom implementacije nasljednih informacija, čija se suština svodi na čitanje gena i izgradnju komplementarne RNK molekule za njega. To je enzimski proces koji uključuje rad mnogih enzima i bioloških medijatora. U isto vrijeme, većina biokatalizatora i mehanizama odgovornih za pokretanje replikacije gena je nepoznata nauci. Zbog toga ostaje da se detaljno vidi šta je transkripcija (u biologiji) na molekularnom nivou.
Realizacija genetskih informacija
Savremena nauka o transkripciji, kao io prenošenju nasljednih informacija, nije dobro poznata. Većina podataka može se predstaviti kao niz koraka u biosintezi proteina, što omogućava razumijevanje mehanizma ekspresije gena. Sinteza proteina je primjer realizacije nasljedne informacije, budući da gen kodira njegovu primarnu strukturu. Za svaki proteinski molekul, bilo da je to strukturni protein, enzim ilimedijator, postoji primarna aminokiselinska sekvenca zabilježena u genima.
Čim postane potrebno ponovo sintetizirati ovaj protein, počinje proces "raspakivanja" DNK i čitanja koda željenog gena, nakon čega dolazi do transkripcije. U biologiji se shema takvog procesa sastoji od tri faze, konvencionalno identificirane: inicijacija, elongacija, završetak. Međutim, još nije moguće stvoriti posebne uslove za njihovo posmatranje tokom eksperimenta. Ovo su prilično teoretski proračuni koji omogućavaju bolje razumijevanje učešća enzimskih sistema u procesu kopiranja gena na RNK šablon. U svojoj srži, transkripcija je proces sinteze RNK zasnovan na despiraliziranom 3'-5'-lancu DNK.
Mehanizam transkripcije
Možete razumjeti šta je transkripcija (u biologiji) koristeći primjer sinteze RNK za glasnik. Počinje „oslobađanjem“gena i usklađivanjem strukture molekule DNK. U jezgri se nasljedne informacije nalaze u kondenziranom kromatinu, a neaktivni geni su kompaktno „upakovani“u heterohromatin. Njegova despiralizacija omogućava da se željeni gen oslobodi i učini dostupnim za čitanje. Zatim specijalni enzim dijeli dvolančanu DNK u dva lanca, nakon čega se čita 3'-5'-lančani kod.
Od ovog trenutka počinje sam period transkripcije. Enzim DNK-ovisna RNA polimeraza sastavlja početni dio RNK, za koji je vezan prvi nukleotid, komplementaran3'-5'-lanac regiona DNK šablona. Nadalje, RNA lanac se gradi, koji traje nekoliko sati.
Značaj transkripcije u biologiji pridaje se ne samo započinjanju sinteze RNK, već i njenom završetku. Dostizanje krajnjeg regiona gena inicira završetak čitanja i dovodi do pokretanja enzimatskog procesa čiji je cilj odvajanje DNK zavisne RNK polimeraze od molekula DNK. Podijeljeni dio DNK je potpuno "povezan". Takođe, tokom transkripcije rade enzimski sistemi koji „proveravaju“ispravnost dodavanja nukleotida i, ukoliko dođe do grešaka u sintezi, „izrezuju“nepotrebne delove. Razumijevanje ovih procesa nam omogućava da odgovorimo na pitanje šta je transkripcija u biologiji i kako je regulirana.
Obrnuta transkripcija
Transkripcija je osnovni univerzalni mehanizam za prijenos genetskih informacija s jednog nosioca na drugi, na primjer sa DNK na RNK, kao što se to dešava u eukariotskim ćelijama. Međutim, kod nekih virusa, sekvenca prijenosa gena može biti obrnuta, to jest, kod se čita sa RNK na jednolančanu DNK. Ovaj proces se naziva reverzna transkripcija i prikladno je razmotriti primjer ljudske infekcije HIV virusom.
Šema reverzne transkripcije izgleda kao uvođenje virusa u ćeliju i naknadna sinteza DNK na osnovu njene RNK pomoću enzima reverzne transkriptaze (revertaze). Ovaj biokatalizator je u početku prisutan u virusnom tijelu i aktivira se kada uđe u ljudsku ćeliju. To dozvoljavasintetiziraju molekulu DNK s genetskim informacijama iz nukleotida pronađenih u ljudskim stanicama. Rezultat uspješnog završetka reverzne transkripcije je proizvodnja molekule DNK, koja se putem enzima integraze unosi u DNK stanice i modificira je.
Važnost transkripcije u genetskom inženjeringu
Važno je da ova vrsta reverzne transkripcije u biologiji dovodi do tri važna zaključka. Prvo, da bi virusi u filogenetskom smislu trebali biti mnogo viši od jednoćelijskih oblika života. Drugo, ovo je dokaz mogućnosti postojanja stabilne jednolančane DNK molekule. Ranije je postojalo mišljenje da DNK može postojati dugo vremena samo u obliku dvolančane strukture.
Treće, pošto virus ne mora imati informacije o svojim genima da bi se integrirao u DNK stanica zaraženog organizma, može se dokazati da se proizvoljni geni mogu uvesti u genetski kod bilo kojeg organizma obrnutim putem transkripcija. Potonji zaključak dozvoljava korištenje virusa kao alata genetskog inženjeringa za ugrađivanje određenih gena u genom bakterija.
