Genetica

DNA -transcriptie

4773
283
Glen Armstrong

Wat is DNA -transcriptie?

De DNA -transcriptie Het is het proces waarbij de informatie in het deoxyribonucleïnezuur wordt gekopieerd in de vorm van een vergelijkbaar molecuul, het RNA, hetzij als een eerdere stap voor de synthese van eiwitten of voor de vorming van RNA -moleculen die deelnemen aan meerdere cellulaire processen van Groot belang (regulatie van genetische expressie, signalering, etc.)).

Hoewel het niet waar is dat alle genen van een organisme coderen voor eiwitten, is het dat alle eiwitten van een cel, eukaryotische of prokaryota, worden gecodeerd door een of meer genen, waarbij elk aminozuur wordt weergegeven door een set van drie DNA Bases (codon).

Eukaryotische genverwerking (Bron: Leonid 2/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

De synthese van de polypeptideketen die tot cel -eiwit behoort, treedt op dankzij twee fundamentele processen: transcriptie en translatie; Beide extreem gereguleerd, omdat dit twee processen van groot belang zijn voor het functioneren van een levend organisme.

Wat is DNA -transcriptie?

De transcriptie impliceert de vorming van een "schimmel" van een RNA -molecuul dat bekend staat als "messenger RNA" (RNM) uit de "patroon" -sequentie gecodeerd in het DNA -gebied dat overeenkomt met het gen dat moet worden getranscribeerd.

Dit proces wordt uitgevoerd door een enzym genaamd RNA -polymerase, dat speciale plaatsen in de DNA -sequentie herkent, hieraan bindt, opent het DNA -streng en synthetiseert een RNA -molecuul met behulp van een van deze complementaire DNA -strengen zoals schimmel of patroon, totdat u elkaar ontmoet, totdat u elkaar ontmoet, totdat u elkaar ontmoet, totdat u elkaar ontmoet, totdat u elkaar ontmoet, totdat u elkaar ontmoet Nog een speciale volgorde van detentie.

Translatie daarentegen is het proces waardoor eiwitsynthese plaatsvindt. Het bestaat uit de "lezing" van de informatie in de RNM die werd getranscribeerd uit een gen, in de "translatie" van de DNA -codons in aminozuren en in de vorming van een polypeptideketen.

De translatie van de nucleotidesequenties van het mRNA wordt uitgevoerd door enzymen die bekend staan als aminoacil-AN-synthetische ANT, dankzij de deelname van andere RNA-moleculen die bekend staan als "overdracht RNA" (arnt), die anticodonen zijn van de codons die in de RNM zijn bevat, die een trouwe kopie zijn van de DNA -sequentie van een gen.

Transcriptie in eukaryoten (proces)

Tijdens transcriptie in eukaryoten wordt het DNA gebruikt als een mal om een streng messenger -RNA te creëren met behulp van het RNA -polymerase -enzym

In eukaryotische cellen vindt het transcriptieproces plaats in de kern, het belangrijkste intracellulaire organel waar het DNA is opgenomen in chromosomen. Begin met de "kopie" van het coderingsgebied van het gen dat wordt getranscribeerd in een eenvoudig bandmolecuul dat bekend staat als Messenger RNA (RNM).

Omdat het DNA in deze organel is beperkt, functioneren de mRNM -moleculen als tussenpersonen of transporters in de overdracht van de genetische boodschap van de kern naar de cytosol, waar de vertaling van het RNA optreedt en alle biosynthetische machines voor eiwitsynthese optreedt (de ribosomen (de ribosomen )).

Wat zijn eukaryot -genen?

Een gen bestaat uit een DNA -sequentie waarvan de kenmerken de functie ervan bepalen, omdat de volgorde van de nucleotiden in genoemde sequentie degene is die de transcriptie en de daaropvolgende vertaling ervan heeft (in het geval van degenen die voor eiwitten coderen).

Kan u van dienst zijn: wat zijn de takken van genetica?

Wanneer een gen wordt getranscribeerd, dat wil zeggen, wanneer uw informatie wordt gekopieerd in de vorm van RNA, kan het resultaat een niet -coderend RNA (RNANC) zijn, dat directe functies heeft in de regulatie van genetische expressie, in celsignage, etc., Of het kan een messenger RNA (RNM) zijn, dat vervolgens wordt vertaald in een aminozuursequentie in een peptide.

Weergave van de structuur van een eukaryotische gen.Org/licenties/door/4.0) Via Wikimedia Commons)

Dat een gen een functioneel product heeft in de vorm van RNA of eiwit hangt af van bepaalde elementen of gebieden die aanwezig zijn in de sequentie.

De genen, eukaryoten of prokaryoten, hebben twee DNA -strengen, de ene bekend als de "Sense" en een andere "antiscentid". De enzymen die verantwoordelijk zijn voor de transcriptie van deze sequenties "lezen" slechts één van de twee strengen, meestal de "sense" of "coderende" streng, die "richting" 5'-3 heeft ".

Elk gen heeft regulerende sequenties aan de uiteinden:

Als de sequenties zijn voordat het coderingsgebied (dat wordt getranscribeerd) bekend staan als "promotors".
Als ze door veel kilobasen worden gescheiden, kunnen deze "Silencer" of "Enhanced" zijn.
Die sequenties die dichter bij regio 3 'van de genen liggen, zijn meestal terminators, die aan het polymerase aangeven dat moet worden gestopt en de transcriptie (of replicatie, naargelang het geval kan zijn).

Het promotorgebied is verdeeld in distaal en proximaal, volgens de nabijheid van het coderende gebied. Het is aan het 5 'uiteinde van het gen en het is de site die het enzima -RNA -polymerase en andere eiwitten herkent om de transcriptie van het DNA naar het RNA te starten.

In het proximale deel van het promotorgebied kunnen transcriptiefactoren worden aangesloten, die de mogelijkheid hebben om de affiniteit van het enzym te wijzigen naar de sequentie die zal transcriberen, zodat ze positief of negatief worden gereguleerd door de transcriptie van de genen.

De versterkings- en geluiddempergebieden zijn ook verantwoordelijk voor het reguleren van genetische transcriptie door de "activiteit" van de promoterende regio's te modificeren door hun unie met activerende elementen of repressoren "stroomopwaarts" van de coderende sequentie van het gen.

Er wordt gezegd dat eukaryotische genen standaard altijd worden "uitgeschakeld" of "onderdrukt", dus ze hebben hun activering nodig via de promoterende elementen om zich uit te drukken (transcribe).

Die verantwoordelijk zijn voor transcriptie?

Wat het lichaam ook is, de transcriptie wordt uitgevoerd door een groep enzymen die polymerase RNA's worden genoemd, die vergelijkbaar zijn met de enzymen die de leiding geven aan de replicatie van DNA wanneer een cel moet worden verdeeld, een keten van RNA is gespecialiseerd in de synthese een keten van RNA Van een van de DNA -strengen van het gen dat wordt getranscribeerd.

De polymerase -RNA's zijn grote enzymatische complexen samengesteld uit vele subeenheden. Er zijn verschillende typen:

RNA -polymerase I (Pol I): die de genen transcriberen die coderen voor de "grote" ribosomale subeenheid.
RNA -polymerase II (Pol II): die eiwitcoderende genen transcriberen en micro -arns produceren.
RNA -polymerase III (Pol III): die het overdrachts -RNA produceren dat tijdens de translatie wordt gebruikt en ook het RNA dat overeenkomt met de kleine subeenheid van het ribosoom.
RNA -polymerase IV en V (Pol IV en Pol V): ze zijn typerend voor planten en zijn verantwoordelijk voor transcriptie van kleine interferentie RNA.

Wat is het proces?

Transcriptie van eukaryotische genen (bron: erinp.5000/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0) Via Wikimedia Commons)

Genetische transcriptie is een proces dat kan worden bestudeerd zoals verdeeld in drie fasen: initiatie, verlenging en beëindiging.

Kan u van dienst zijn: pseudogenes

Initiatie

Tijdens de initiatie werkt het promotorgebied dat het gen bevordert als een plaats van herkenning voor RNA -polymerase. Dit is waar het grootste deel van de genetische expressie wordt gecontroleerd

RNA -polymerase (we plaatsen als een voorbeeld van de RNA -polymerase II) verbindt de sequentie van het promotorgebied, dat bestaat uit een sectie van 6 tot 10 basenparen aan het 5 'uiteinde van het gen, meestal ongeveer 35 paren van basen uit de Startsite van de transcriptie.

De vereniging van het RNA -polymerase leidt tot de "opening" van de dubbele propeller van het DNA, waardoor de complementaire strengen worden gescheiden. De synthese van het RNA begint op de site die bekend staat als "plaats van initiatie" en komt voor in het 5'-3 'adres, dat wil zeggen "stroomafwaarts" of van links naar rechts (volgens conventie).

De initiatie van transcriptie gemedieerd door polymerase -RNA's hangt af van de gelijktijdige aanwezigheid van eiwittranscriptiefactoren die bekend staan als algemene transcriptiefactoren, die bijdragen aan de "locatie" van het enzym in het promotorgebied.

Nadat het enzym is begonnen te polymeriseren, is dit "losgemaakt" van zowel de promotorsequentie als algemene transcriptiefactoren.

Verlenging

Tijdens de verlenging glijdt de PNAL -polimerase door de ketting die als een vorm dient

Het komt voor als RNA -polymerase "beweegt" langs de DNA -sequentie en draagt bij aan het groeiende RNA de complementaire ribonucleotiden met de DNA -streng die dient als "schimmel". Terwijl het polimerase -RNA "passeert" door de DNA -streng, komt het opnieuw aan met zijn antiscentide -streng.

De polymerisatie uitgevoerd door RNA -polymerase bestaat uit nucleofiele aanvallen van zuurstof in positie 3 'van de toenemende RNA -keten naar het "alfa" fosfaat van de volgende nucleotide voorloper die zal worden toegevoegd, met de daaruit voortvloeiende vorming van fosfodiéster -bindingen en de afgifte van een pyrofosfaatmolecuul (PPI).

De set uit het DNA -streng, RNA -polymerase en de draad van ontluikende RNA staat bekend als bellen of transcriptiecomplex.

Beëindiging

Wanneer het RNA -polymerase het terminale gebied van het gen bereikt, is de transcriptie -boodschapper voltooid. Vervolgens worden het polyrase -RNA, de DNA -ketting en het transcriptie -messenger -RNA gedissocieerd

De beëindiging vindt plaats wanneer de polymerase de beëindigingssequentie bereikt, die zich logisch "stroomafwaarts" van de transcriptie -initiatieplaats bevindt. Wanneer dit gebeurt, zijn zowel het enzym als het gesynthetiseerde RNA "uit" uit de DNA -sequentie die wordt getranscribeerd.

Het beëindigingsgebied bestaat normaal gesproken uit een DNA -sequentie die op zichzelf kan "vouwen" en een "vork -lus" -structuur kan vormen (Engels Haarspeldlus)).

Na de beëindiging staat de gesynthetiseerde RNA -streng bekend als primair getranscribeerd, dat wordt vrijgegeven uit het transcriptiecomplex, waarna het al dan niet post -transcriptioneel kan of kan worden vervolgd (voorafgaand aan de eiwittranslatie, indien nodig) via een proces dat wordt genoemd " Corte en Empalme ".

Transcriptie in procariotas (proces)

Aangezien prokaryotische cellen geen kern hebben die door een membraan zijn gewikkeld, treedt transcriptie in cytosol op in het "nucleaire" gebied specifiek, waarbij chromosomaal DNA geconcentreerd is (bacteriën hebben een circulair chromosoom).

Kan u dienen: isochromosoom: definitie, oorsprong, bijbehorende pathologieën

Op deze manier is de toename van de cytosolische concentratie van een bepaald eiwit aanzienlijk sneller in prokaryoten dan in eukaryoten, omdat de transcriptie- en translatieprocessen in hetzelfde compartiment optreden.

Hoe zijn prokaryoten?

Prokaryotische agentschappen hebben genen die zeer vergelijkbaar zijn met eukaryoten: de eerste gebruiken ook promotie- en regulerende regio's voor transcriptie, hoewel een belangrijk verschil te maken heeft met het feit dat het promotieregebied vaak voldoende is om een "sterke" uitdrukking van de genen te bereiken.

In die zin is het belangrijk om te vermelden dat prokaryoten in het algemeen standaard worden "branden".

Het promotorgebied wordt geassocieerd met een ander gebied, meestal "stroomopwaarts", dat wordt gereguleerd door repressieve moleculen en bekend staat als "operationele regio".

Weergave van de structuur van een prokaryotische gen.Org/licenties/door/4.0) Via Wikimedia Commons)

Een verschil in transcriptie tussen prokaryoten en eukaryoten is dat de eukaryotische boodschappers normaal gesproken monocistronics zijn, dat wil zeggen, elk bevat de informatie om een enkel eiwit te synthetiseren, terwijl ze in de prokaryoten kunnen zijn monocistroniek of polystonisch, waar slechts één RNM informatie kan bevatten voor informatie Twee of meer eiwitten.

Het is dus bekend dat de prokaryotische genen die codificeren voor eiwit met vergelijkbare metabole functies, bijvoorbeeld worden gevonden in groepen die bekend staan als operonen, die tegelijkertijd worden getranscribeerd in een vorm van een enkel molecuul messenger RNA.

De prokaryotische genen zijn dicht verpakt, zonder veel niet -coderende gebieden tussen hen, dus eenmaal getranscribeerd in RNA -moleculen lineaire boodschappers, kunnen ze onmiddellijk in eiwitten worden vertaald (eukaryotische arnms hebben vaak daaropvolgende verwerking nodig).

Wat is prokaryotisch polymerase RNA?

Prokaryotische organismen zoals bacteriën gebruiken bijvoorbeeld hetzelfde RNA -polymerase -enzym om al hun genen te transcriberen, dat wil zeggen degenen die coderen voor ribosomale subeenheden en degenen die coderen voor verschillende celeiwitten.

In de bacterie EN. coli RNA -polymerase bestaat uit 5 polypeptidesubeenheden, waarvan er twee identiek zijn. Subeenheden α, α, β, β 'omvatten het centrale deel van het enzym en worden geassembleerd en de -slabs tijdens elke transcriptie -gebeurtenis.

De a -subeenheden zijn die die de vereniging tussen DNA en enzym toestaan; De β -subeenheid bindt aan het tryposfaat van de ribonucleotiden dat zal worden gepolymeriseerd volgens de DNA -mal in het stijgende mRNA -molecuul en de β -subeenheid bindt aan genoemde schimmelstreng.

De vijfde subeenheid, bekend als σ neemt deel aan de initiatie van de transcriptie en is degene die specificiteit geeft aan de polymerase.