Razumijevanje temeljnih osnova postojanja života nemoguće je bez jasnog razumijevanja prenošenja nasljednih informacija i njihove implementacije. Skladištenje tjelesnih gena ostvaruje se kroz hromozome, u koje su pakirani različiti dijelovi DNK koji kodiraju primarnu sekvencu aminokiselina određenog proteina. A implementacija genetske informacije i njeno prenošenje nasljeđivanjem postiže se njenim kopiranjem. Ovaj proces se naziva "transkripcija". U biologiji, to znači čitanje koda genskog dijela i sintetiziranje šablona za biosintezu proteina na osnovu toga.
Molekularna osnova transkripcije
Transkripcija je enzimski proces kojem prethodi "raspakivanje" DNK molekula i omogućavanje pristupa za čitanje određenog gena. Zatim u dvolančanu DNK molekuluU početnom dijelu, vodonične veze između nukleotida su prekinute za 4 kadona. Od ovog trenutka počinje faza inicijacije transkripcije u biologiji, povezana sa vezivanjem DNK zavisne RNA polimeraze na DNK makropolimer.
Prirodni ishod inicijacije je sinteza početnog mjesta glasničke RNK, a čim se na njega veže prvi komplementarni nukleotid i dođe do translokacije DNK zavisne RNA polimeraze, treba govoriti o početku faze elongacije. Njegova suština se svodi na postupno kretanje DNK zavisne RNK polimeraze duž molekule DNK u smjeru 3`-5`, presijecajući vodikove veze DNK ispred i obnavljajući ih pozadi, kao i na pričvršćivanje komplementarnog nukleotida rastućem lanac RNA šablona.
Enzim DNK zavisna RNK polimeraza katalizira dodavanje nukleotida RNK, dok su drugi enzimski sistemi odgovorni za čitanje, razdvajanje vodoničnih veza i njihovu redukciju. Svi se nalaze na mjestu gdje se vrši transkripcija. Biologija vam omogućava da primijenite metodu označenih atoma i potvrdite činjenicu njihove najveće koncentracije u jezgrima stanica.
Vremenska linija transkripcije
U laboratorijskim uslovima, naučnici istraživačke grupe "Ljudski genom" uspeli su da veštački sintetišu samu DNK molekulu i sačuvaju genetski kod u njoj. Ovaj proces je trajao više od 2 decenije, ne računajući dugotrajne pripreme. Zanimljivo je koliko brzo se ti procesi odvijaju u živoj ćeliji. Glavna metoda istraživanjaprevođenje i transkripcija - molekularna biologija. I iako još uvijek ima poteškoća povezanih s nemogućnošću vizualne demonstracije ovih procesa, postoje neki dokazi o vremenu biosinteze proteina.
Naročito, proces "raspakivanja" genetskih informacija može trajati 16-48 sati, a transkripcija željenog gena - oko 4-8 sati. Sinteza jednog malog proteinskog molekula na bazi glasničke RNK trajat će oko 4-24 sata, nakon čega počinje faza njegovog "sazrevanja". Ovo se odnosi na samospontano pakovanje proteina u sekundarnu, a zatim u tercijarnu strukturu. Ako protein zahtijeva postsintetičku modifikaciju, tada ovaj proces može potrajati oko tjedan dana ili više.
Ćelijske strukture, u kojima se odvijaju transkripcija i translacija, proučavaju se sve detaljnije u biologiji. Istovremeno, bilo je moguće izračunati da u eukariotskim stanicama s velikim skupom genetskog materijala, sinteza jednostavne molekule inzulina traje oko 16 sati. Genetski modificirana Escherichia coli može sintetizirati takav molekul za 4 sata. U slučaju velikih proteina tercijarne i kvartarne strukture, proces njihove sinteze i konačnog formiranja može trajati oko 2 sedmice.
Lokalizacija transkripcijskih enzima
Takav proces kao što je transkripcija (u biologiji) odvija se na mjestu direktnog skladištenja nasljednih informacija. U eukariotskim ćelijama ovo je ćelijsko jezgro, au prednuklearnim oblicima života to je citoplazma. virusni enzimreverzna transkriptaza radi u jezgru inficiranih ćelija. U isto vrijeme, mitohondrijalne nukleinske kiseline, koje su skup gena, također prolaze kroz fazu transkripcije. U biologiji i genetici, priroda ovih procesa je još uvijek nepoznata.
Ali činjenica o prisutnosti ljudskih mitohondrijalnih bolesti koje nasljeđuju potomci potvrđuje replikaciju DNK, za koju je transkripcija neophodan korak. To znači da se takav proces može odvijati u nekoliko ćelijskih struktura: kod eukariota to su mitohondrije i ćelijsko jezgro, a kod prokariota u citoplazmi i plazmidima.
Lokalizacija biosintetskih procesa
Lokacije na kojima se dešavaju transkripcija i translacija (u biologiji) su različite, jer se sinteza proteinskih molekula jednostavno ne može dogoditi u ćelijskom jezgru. Sklapanje primarne strukture odvija se na ribosomskom aparatu ćelije, koji je pretežno koncentrisan u citoplazmi na membrani grubog endoplazmatskog retikuluma.
Sinteza u visoko razvijenim ćelijama, koje se odlikuju visokom stopom sklapanja novih proteinskih molekula, odvija se uglavnom na poliribosomima. Ali u bakterijskim i visokospecijaliziranim stanicama, biosinteza se može nastaviti na različitim ribosomima u citoplazmi. Virusna tijela nemaju vlastiti sintetički aparat i organele, te stoga eksploatišu strukture inficiranih stanica.
