Тіршіліктің іргелі негіздерін түсіну тұқым қуалайтын ақпараттың берілуін және оның жүзеге асуын нақты түсінбейінше мүмкін емес. Дене гендерін сақтау хромосомалар арқылы жүзеге асырылады, оларда ДНҚ-ның әртүрлі бөлімдері оралып, белгілі бір ақуыздың бастапқы аминқышқылдарының тізбегін кодтайды. Ал генетикалық ақпаратты жүзеге асыру және оның тұқым қуалаушылық арқылы берілуі оның көшірмелері арқылы жүзеге асады. Бұл процесс «транскрипция» деп аталады. Биологияда бұл ген бөлімінің кодын оқу және оның негізінде ақуыз биосинтезі үлгісін синтездеу дегенді білдіреді.
Транскрипцияның молекулалық негізі
Транскрипция – ДНҚ молекуласын «ораудан» бұрын болатын және белгілі бір генді оқуға қолжетімділікті қамтамасыз ететін ферментативті процесс. Содан кейін қос тізбекті ДНҚ молекуласындаБастапқы бөлімде нуклеотидтер арасындағы сутектік байланыс 4 кадонға үзіледі. Осы сәттен бастап биологияда ДНҚ-ға тәуелді РНҚ-полимеразаның ДНҚ макрополимеріне қосылуымен байланысты транскрипцияның инициация фазасы басталады.
Инициацияның табиғи нәтижесі хабаршы РНҚ-ның бастапқы орнының синтезі болып табылады және оған бірінші комплементарлы нуклеотид қосылып, ДНҚ-тәуелді РНҚ-полимеразаның транслокациясы орын алғаннан кейін оның бастамасы туралы айту керек. ұзарту кезеңі. Оның мәні ДНҚ-ға тәуелді РНҚ-полимеразаның ДНҚ молекуласы бойымен 3`-5` бағытта бірте-бірте қозғалуына, ДНҚ-ның сутектік байланыстарын алдынан кесіп, олардың артына қалпына келтіруге, сонымен қатар өсіп келе жатқанға комплементарлы нуклеотидті бекітуге дейін төмендейді. РНҚ үлгісінің тізбегі.
Фермент ДНҚ-тәуелді РНҚ-полимераза РНҚ-ға нуклеотидтің қосылуын катализдейді, ал басқа фермент жүйелері оқуға, сутегі байланыстарын бөлуге және олардың тотықсыздануына жауап береді. Олардың барлығы транскрипция өтетін жерде орналасқан. Биология таңбаланған атомдар әдісін қолдануға және олардың жасуша ядроларындағы ең жоғары концентрация фактісін растауға мүмкіндік береді.
Транскрипция хронологиясы
Зертханалық жағдайда «Адам геномы» зерттеу тобының ғалымдары ДНҚ молекуласының өзін жасанды түрде синтездеп, ондағы генетикалық кодты сақтай алды. Бұл процесс ұзақ дайындықты есептемегенде 2 он жылдан астам уақытты алды. Бұл процестер тірі жасушада қаншалықты жылдам жүретіні қызық. Негізгі зерттеу әдісіаударма және транскрипция – молекулалық биология. Бұл процестерді көрнекі түрде көрсету мүмкін еместігіне байланысты қиындықтар әлі де болса, ақуыз биосинтезінің уақытына қатысты кейбір дәлелдер бар.
Атап айтқанда, генетикалық ақпаратты «орау» процесі 16-48 сағат, ал қажетті геннің транскрипциясы шамамен 4-8 сағатқа созылуы мүмкін. Хабаршы РНҚ негізінде бір шағын ақуыз молекуласының синтезі шамамен 4-24 сағатты алады, содан кейін оның «жетілуі» кезеңі басталады. Бұл ақуыздың қайталама, содан кейін үшінші құрылымға өздігінен оралуын білдіреді. Егер ақуызға постсинтетикалық модификация қажет болса, бұл процесс шамамен бір апта немесе одан да көп уақыт алуы мүмкін.
Транскрипция мен трансляция орын алатын жасушалық құрылымдар биологияда барған сайын егжей-тегжейлі зерттелуде. Сонымен бірге генетикалық материалдың үлкен жиынтығы бар эукариоттық жасушаларда қарапайым инсулин молекуласының синтезі шамамен 16 сағатты алатынын есептеуге мүмкіндік болды. Генетикалық түрлендірілген ішек таяқшасы мұндай молекуланы 4 сағатта синтездеуге қабілетті. Үшіншілік және төрттік құрылымды ірі ақуыздар жағдайында олардың синтезі және түпкілікті түзілу процесі шамамен 2 аптаға созылуы мүмкін.
Транскрипция ферменттерін локализациялау
Тұқым қуалайтын ақпаратты тікелей сақтау орнында транскрипция (биологияда) сияқты процесс жүреді. Эукариоттық жасушаларда бұл жасуша ядросы, ал ядроға дейінгі тіршілік формаларында бұл цитоплазма. вирустық ферменткері транскриптаза жұқтырған жасушалардың ядросында жұмыс істейді. Сонымен бірге гендер жиынтығы болып табылатын митохондриялық нуклеин қышқылдары да транскрипция сатысынан өтеді. Биология мен генетикада бұл процестердің табиғаты әлі белгісіз.
Бірақ ұрпақтарымен тұқым қуалайтын адамның митохондриялық ауруларының болуы ДНҚ репликациясын растайды, ол үшін транскрипция қажетті қадам болып табылады. Бұл мұндай процесс бірнеше жасушалық құрылымдарда жүруі мүмкін дегенді білдіреді: эукариоттарда бұл митохондриялар мен жасуша ядросы, ал прокариоттарда цитоплазма мен плазмидаларда.
Биосинтетикалық процестерді локализациялау
Транскрипция мен трансляция болатын орындар (биологияда) әртүрлі, өйткені ақуыз молекулаларының синтезі жасуша ядросында жай ғана бола алмайды. Бастапқы құрылымның жиналуы жасушаның рибосомалық аппаратында жүреді, ол негізінен цитоплазмада өрескел эндоплазмалық тордың мембранасында шоғырланған.
Жаңа ақуыз молекулаларының жиналуының жоғары жылдамдығымен ерекшеленетін жоғары дамыған жасушалардағы синтез негізінен полирибосомаларда жүреді. Бірақ бактериялық және жоғары мамандандырылған жасушаларда биосинтез цитоплазмадағы әр түрлі рибосомаларда жүре алады. Вирустық денелердің өздерінің синтетикалық аппараттары мен органеллалары жоқ, сондықтан жұқтырған жасушалардың құрылымдарын пайдаланады.
