Transkrypcja w biologii to wieloetapowy proces odczytywania informacji z DNA, który jest składnikiem biosyntezy białek w komórce. Kwas nukleinowy jest nośnikiem informacji genetycznej w organizmie, dlatego ważne jest, aby prawidłowo ją rozszyfrować i przenieść do innych struktur komórkowych w celu dalszego montażu peptydów.
Definicja „transkrypcji w biologii”
Synteza białek to podstawowy proces życiowy w każdej komórce ciała. Bez wytworzenia cząsteczek peptydowych niemożliwe jest utrzymanie normalnej aktywności życiowej, ponieważ te związki organiczne biorą udział we wszystkich procesach metabolicznych, są składnikami strukturalnymi wielu tkanek i narządów, pełnią w organizmie rolę sygnalizacyjną, regulacyjną i ochronną.
Procesem, od którego zaczyna się biosynteza białek, jest transkrypcja. Biologia krótko dzieli to na trzy etapy:
- Inicjacja.
- Elongacja (wzrost łańcucha RNA).
- Rozwiązanie.
Transkrypcja w biologii to cała kaskada reakcji krok po kroku, w wyniku których na szablonie DNA syntetyzowane są cząsteczkiRNA. Ponadto w ten sposób powstają nie tylko informacyjne kwasy rybonukleinowe, ale także transportowe, rybosomalne, małojądrowe i inne.
Jak każdy proces biochemiczny, transkrypcja zależy od wielu czynników. Przede wszystkim są to enzymy różniące się między prokariontami i eukariontami. Te wyspecjalizowane białka pomagają dokładnie inicjować i przeprowadzać reakcje transkrypcji, co jest ważne dla uzyskania wysokiej jakości białka.
Transkrypcja prokariontów
Ponieważ transkrypcja w biologii to synteza RNA na matrycy DNA, głównym enzymem w tym procesie jest polimeraza RNA zależna od DNA. U bakterii istnieje tylko jeden rodzaj takiej polimerazy dla wszystkich cząsteczek kwasu rybonukleinowego.
polimeraza RNA, zgodnie z zasadą komplementarności, uzupełnia łańcuch RNA za pomocą matrycowego łańcucha DNA. Enzym ten ma dwie podjednostki β, jedną podjednostkę α i jedną podjednostkę σ. Pierwsze dwa składniki pełnią funkcję tworzenia korpusu enzymu, a pozostałe dwa odpowiadają za zatrzymanie enzymu na cząsteczce DNA i rozpoznanie części promotorowej kwasu dezoksyrybonukleinowego, odpowiednio.
Nawiasem mówiąc, czynnik sigma jest jednym ze znaków rozpoznających ten lub inny gen. Na przykład łacińska litera σ z indeksem N oznacza, że ta polimeraza RNA rozpoznaje geny, które włączają się, gdy w środowisku brakuje azotu.
Transkrypcja w eukariotach
W przeciwieństwie do bakterii,transkrypcja zwierząt i roślin jest nieco bardziej skomplikowana. Po pierwsze, w każdej komórce występuje nie jeden, a aż trzy rodzaje różnych polimeraz RNA. Wśród nich:
- I polimeraza RNA. Jest odpowiedzialna za transkrypcję genów rybosomalnego RNA (z wyjątkiem podjednostek 5S RNA rybosomu).
- polimeraza RNA II. Jego zadaniem jest synteza normalnych informacyjnych (macierzowych) kwasów rybonukleinowych, które są dalej zaangażowane w translację.
- polimeraza RNA III. Funkcją tego typu polimerazy jest synteza transportujących kwasów rybonukleinowych oraz 5S-rybosomalnego RNA.
Po drugie, do rozpoznawania promotora w komórkach eukariotycznych nie wystarczy sama polimeraza. Inicjacja transkrypcji obejmuje również specjalne peptydy zwane białkami TF. Tylko z ich pomocą polimeraza RNA może osiąść na DNA i rozpocząć syntezę cząsteczki kwasu rybonukleinowego.
Wartość transkrypcji
Cząsteczka RNA, która powstaje na matrycy DNA, następnie łączy się z rybosomami, gdzie odczytywane są z niej informacje i syntetyzowane jest białko. Proces tworzenia peptydów jest bardzo ważny dla komórki, ponieważ bez tych związków organicznych normalne życie jest niemożliwe: są one przede wszystkim podstawą najważniejszych enzymów wszystkich reakcji biochemicznych.
Transkrypcja w biologii jest również źródłem rRNA, które są częścią rybosomów, a także tRNA, które biorą udział w przenoszeniu aminokwasów podczas translacji do tych niebłonowychStruktury. Można również syntetyzować snRNA (małe jądra), których funkcją jest łączenie wszystkich cząsteczek RNA.
Wniosek
Translacja i transkrypcja w biologii odgrywają niezwykle ważną rolę w syntezie cząsteczek białek. Procesy te są głównym składnikiem centralnego dogmatu biologii molekularnej, który stwierdza, że RNA jest syntetyzowany na macierzy DNA, a RNA z kolei jest podstawą do rozpoczęcia tworzenia się cząsteczek białka.
Bez transkrypcji niemożliwe byłoby odczytanie informacji zakodowanych w trójkach kwasu dezoksyrybonukleinowego. To po raz kolejny dowodzi znaczenia tego procesu na poziomie biologicznym. Każda komórka, czy to prokariotyczna, czy eukariotyczna, musi stale syntetyzować nowe i nowe cząsteczki białek, które są w danej chwili potrzebne do utrzymania życia. Dlatego transkrypcja w biologii jest głównym etapem pracy każdej pojedynczej komórki ciała.
