Įvadas į DNR transkripciją
RNR polimerazės II, transkribuojančios DNR į RNR, iliustracija. selvanegra / Getty Images
DNR susideda iš keturių nukleotidas bazės, kurios yra suporuotos, kad suteiktų DNR dviguba sraigtinė figūra. Šios bazės yra: adeninas (A) , guaninas (G) , citozinas (C) , ir timinas (T) . Adeninas poruojasi su timinu (A-T) ir citozinas poruojasi su guaninu (C-G) . Nukleotidų bazių sekos yra genetinis kodas arba baltymų sintezės instrukcijos.
Yra trys pagrindiniai DNR transkripcijos proceso etapai:
DNR yra transkribuojamas fermento, vadinamo RNR polimeraze. Konkrečios nukleotidų sekos nurodo RNR polimerazei, kur pradėti ir kur baigti. RNR polimerazė prisijungia prie DNR tam tikroje srityje, vadinamoje promotoriaus sritimi. DNR promotoriaus srityje turi specifines sekas, kurios leidžia RNR polimerazei prisijungti prie DNR.
Tam tikri fermentai, vadinami transkripcijos faktoriais, išvynioja DNR grandinę ir leidžia RNR polimerazei transkribuoti tik vieną DNR grandinę į vienos grandinės RNR polimerą, vadinamą pasiuntinio RNR (mRNR). Sruogelė, kuri naudojama kaip šablonas, vadinama antisensine sruogele. Netranskribuota kryptis vadinama jutimo grandine.
Kaip ir DNR, RNR yra sudarytas iš nukleotidų bazių. Tačiau RNR yra nukleotidų adeninas, guaninas, citozinas ir uracilas (U). Kai RNR polimerazė transkribuoja DNR, guaninas susiporuoja su citozinu (G-C) o adeninas poruojasi su uracilu (Į) .
RNR polimerazė juda išilgai DNR, kol pasiekia terminatoriaus seką. Tuo metu RNR polimerazė išskiria mRNR polimerą ir atsiskiria nuo DNR.
Transkripcija prokariotinėse ir eukariotinėse ląstelėse
Spalvota dezoksiribonukleino rūgšties perdavimo elektroninė mikrografija (DNR rožinė), transkripcija kartu su transliacija Escherichia coli bakterijoje. Dr. Elena Kiseleva / MOKSLO NUOTRAUKŲ BIBLIOTEKA / Getty Images
Nors transkripcija vyksta abiejuose prokariotinės ir eukariotinės ląstelės , eukariotuose procesas yra sudėtingesnis. Prokariotuose, pvz bakterijos , DNR transkribuoja viena RNR polimerazės molekulė be transkripcijos faktorių pagalbos. Eukariotinėse ląstelėse reikalingi transkripcijos faktoriai, kad įvyktų transkripcija, ir yra įvairių tipų RNR polimerazės molekulės, kurios transkribuoja DNR, priklausomai nuo genai . Genai, kurie koduoja baltymai yra transkribuojami RNR polimerazės II, ribosomų RNR koduojančius genus transkribuoja RNR polimerazė I, o genus, kurie koduoja pernešimo RNR, transkribuoja RNR polimerazė III. Papildomai, organelės toks kaip mitochondrijos ir chloroplastai turi savo RNR polimerazes, kurios transkribuoja DNR šiose ląstelių struktūrose.
Nuo transkripcijos iki vertimo
1 numeris: mRNR sintezė iš DNR branduolyje. 2 MRNR, dekoduojanti ribosomą, jungiant komplementarias tRNR antikodono sekas prie mRNR kodonų. 3-5 ribosomos sintetina baltymus citoplazmoje. ttsz/iStock/Getty Images Plus
Į vertimas , mRNR užkoduotas pranešimas paverčiamas baltymu. Nuo baltymai yra pastatyti citoplazma iRNR turi kirsti branduolio membraną, kad pasiektų eukariotinių ląstelių citoplazmą. Patekęs į citoplazmą, ribosomos ir kita RNR molekulė, vadinama pernešti RNR dirbti kartu, kad mRNR paverstų baltymu. Šis procesas vadinamas vertimas . Baltymai gali būti gaminami dideliais kiekiais, nes vieną DNR seką vienu metu gali transkribuoti daug RNR polimerazės molekulių.
Atvirkštinė transkripcija
DNR yra transkribuojama ir verčiama gaminti baltymus. Atvirkštinė transkripcija paverčia RNR į DNR. ttsz/iStock/Getty Images Plus
Į atvirkštinė transkripcija , RNR naudojama kaip šablonas DNR gamybai. Fermentas atvirkštinė transkriptazė transkribuoja RNR, kad sukurtų vieną komplementarios DNR (cDNR) grandinę. Fermentas DNR polimerazė paverčia vienos grandinės cDNR į dvigrandę molekulę, kaip tai daroma DNR replikacija . Specialusis virusai Retrovirusai, žinomi kaip retrovirusai, naudoja atvirkštinę transkripciją, kad replikuotų savo virusų genomus. Retrovirusams aptikti mokslininkai taip pat naudoja atvirkštinės transkriptazės procesus.
Eukariotinės ląstelės taip pat naudoja atvirkštinę transkripciją, kad išplėstų galines dalis chromosomos žinomas kaip telomeras. Už šį procesą atsakingas fermentas telomerazės atvirkštinė transkriptazė. Telomerų išplėtimas gamina ląsteles, kurios yra atsparios apoptozė , arba užprogramuota ląstelių mirtis, ir taptivėžiniai.Molekulinės biologijos technika, žinoma kaip atvirkštinės transkripcijos polimerazės grandininė reakcija (RT-PGR) naudojamas RNR amplifikuoti ir matuoti. Kadangi RT-PGR aptinka genų ekspresiją, jis taip pat gali būti naudojamas vėžiui aptikti ir genetinių ligų diagnostikai.