Të kuptuarit e themeleve themelore të ekzistencës së jetës është e pamundur pa një kuptim të qartë të transmetimit të informacionit të trashëguar dhe zbatimit të tij. Ruajtja e gjeneve të trupit realizohet nëpërmjet kromozomeve, në të cilat paketohen seksione të ndryshme të ADN-së, duke koduar sekuencën primare të aminoacideve të një proteine të caktuar. Dhe zbatimi i informacionit gjenetik dhe transmetimi i tij me trashëgimi arrihet përmes kopjimit të tij. Ky proces quhet "transkriptim". Në biologji, do të thotë të lexosh kodin e një seksioni gjen dhe të sintetizosh një shabllon për biosintezën e proteinave bazuar në të.
Baza molekulare e transkriptimit
Transkriptimi është një proces enzimatik që paraprihet nga "zhpaketimi" i një molekule të ADN-së dhe sigurimi i aksesit për leximin e një gjeni specifik. Pastaj në molekulën e ADN-së me dy zinxhirëNë seksionin fillestar, lidhjet hidrogjenore midis nukleotideve janë thyer për 4 kadon. Nga ky moment, fillon faza e fillimit të transkriptimit në biologji, e shoqëruar me lidhjen e ARN polimerazës së varur nga ADN-ja në makropolimerin e ADN-së.
Rezultati natyror i fillimit është sinteza e vendit fillestar të ARN-së lajmëtare, dhe sapo të ngjitet nukleotidi i parë plotësues dhe të ndodhë zhvendosja e ARN polimerazës së varur nga ADN-ja, duhet folur për fillimin. të fazës së zgjatjes. Thelbi i saj reduktohet në lëvizjen graduale të polimerazës së ARN-së së varur nga ADN-ja përgjatë molekulës së ADN-së në drejtimin 3`-5`, duke prerë lidhjet hidrogjenore të ADN-së përpara dhe duke i rivendosur ato pas, si dhe duke bashkangjitur një nukleotid plotësues në rritje. zinxhiri i shabllonit të ARN-së.
ARN polimeraza e varur nga enzima ADN-ja katalizon shtimin e një nukleotidi në ARN, ndërsa sistemet e tjera enzimatike janë përgjegjëse për leximin, ndarjen e lidhjeve hidrogjenore dhe reduktimin e tyre. Të gjithë ata janë të vendosur në vendin ku bëhet transkriptimi. Biologjia ju lejon të aplikoni metodën e atomeve të etiketuara dhe të konfirmoni faktin e përqendrimit të tyre më të lartë në bërthamat e qelizave.
Afati kohor i transkriptimit
Në kushte laboratorike, shkencëtarët e grupit kërkimor "Genomi i njeriut" arritën të sintetizojnë artificialisht vetë molekulën e ADN-së dhe të ruajnë kodin gjenetik në të. Ky proces zgjati më shumë se 2 dekada, pa llogaritur përgatitjen e gjatë. Është interesante se sa shpejt zhvillohen këto procese në një qelizë të gjallë. Metoda kryesore e hulumtimitpërkthimi dhe transkriptimi - biologjia molekulare. Dhe megjithëse ende po përjeton vështirësi që lidhen me pamundësinë e një demonstrimi vizual të këtyre proceseve, ka disa prova në lidhje me kohën e biosintezës së proteinave.
Në veçanti, procesi i "zhpaketimit" të informacionit gjenetik mund të zgjasë 16-48 orë, dhe transkriptimi i gjenit të dëshiruar - rreth 4-8 orë. Sinteza e një molekule të vogël proteine bazuar në ARN-në e dërguar do të zgjasë rreth 4-24 orë, pas së cilës fillon faza e "pjekjes" së saj. Kjo i referohet paketimit vetë-spontan të një proteine në një strukturë dytësore dhe më pas në një strukturë terciare. Nëse proteina kërkon modifikim postsintetik, atëherë ky proces mund të zgjasë rreth një javë ose më shumë.
Strukturat qelizore, ku ndodhin transkriptimi dhe përkthimi, po studiohen gjithnjë e më shumë në detaje në biologji. Në të njëjtën kohë, ishte e mundur të llogaritet se në qelizat eukariote me një grup të madh materiali gjenetik, sinteza e një molekule të thjeshtë insuline zgjat rreth 16 orë. Escherichia coli e modifikuar gjenetikisht është në gjendje të sintetizojë një molekulë të tillë në 4 orë. Në rastin e proteinave të mëdha me strukturë terciare dhe kuaternare, procesi i sintezës dhe formimit përfundimtar të tyre mund të zgjasë rreth 2 javë.
Lokalizimi i enzimave të transkriptimit
Një proces i tillë si transkriptimi (në biologji) zhvillohet në vendin e ruajtjes së drejtpërdrejtë të informacionit trashëgues. Në qelizat eukariote, kjo është bërthama qelizore, dhe në format e jetës para bërthamore, është citoplazma. enzimë viraletranskriptaza e kundërt vepron në bërthamën e qelizave të infektuara. Në të njëjtën kohë, acidet nukleike mitokondriale, të cilat janë një grup gjenesh, kalojnë gjithashtu në fazën e transkriptimit. Në biologji dhe gjenetikë, natyra e këtyre proceseve është ende e panjohur.
Por fakti i pranisë së sëmundjeve mitokondriale të njeriut që trashëgohen nga pasardhësit konfirmon replikimin e ADN-së, për të cilën transkriptimi është një hap i domosdoshëm. Kjo do të thotë se një proces i tillë mund të ndodhë në disa struktura qelizore: te eukariotët, këto janë mitokondria dhe bërthama qelizore, dhe te prokariotët, në citoplazmë dhe plazmide.
Lokalizimi i proceseve biosintetike
Vendndodhjet ku ndodhin transkriptimi dhe përkthimi (në biologji) janë të ndryshme, sepse sinteza e molekulave të proteinave thjesht nuk mund të ndodhë në bërthamën e qelizës. Asambleja e strukturës parësore ndodh në aparatin ribozomal të qelizës, i cili është i përqendruar kryesisht në citoplazmë në membranën e rrjetës endoplazmatike të ashpër.
Sinteza në qelizat shumë të zhvilluara, të cilat dallohen nga një shkallë e lartë e grumbullimit të molekulave të reja të proteinave, ndodh kryesisht në poliribozome. Por në qelizat bakteriale dhe shumë të specializuara, biosinteza mund të vazhdojë në ribozome të ndryshme në citoplazmë. Trupat viralë nuk kanë aparatin dhe organelet e tyre sintetike, dhe për këtë arsye shfrytëzojnë strukturat e qelizave të infektuara.
