transkription

Processen med transkription I biologi involverer det processen med at replikere en sektion af en DNA-streng til en messenger-RNA-streng (mRNA). MRNA'et indeholder derefter den nukleiske basesekvens, der er komplementær til DNA-delen. Den efterfølgende transkription finder sted i alle eukaryoter, inklusive mennesker, inden i cellekernen, mens den efterfølgende translation, translationen af ​​mRNA til et specifikt protein i cytoplasmaet, finder sted på ribosomerne.

Hvad er transkriptionen?

Transkriptionsprocessen repræsenterer det første trin i konverteringen af ​​genetisk information til proteiner I modsætning til replikation er det ikke et spørgsmål om at fremstille en kopi af hele genomet, men snarere kun specifikke dele af en DNA-streng.

Ved en bestemt sektion af en DNA-streng bruges bindingen til den komplementære delstreng i dobbelt helix først ved at bryde hydrogenbindingerne. Tilsætningen af ​​frie RNA-nukleotider til det område, der skal kopieres, skaber en ny komplementær sektion, som imidlertid består af ribonukleinsyrer og ikke deoxyribonukleinsyrer som i DNA.

Det resulterende RNA-segment er praktisk taget arbejdskopien af ​​DNA-segmentet og kaldes messenger RNA (mRNA). Det mRNA, der opstår inden i cellekernen, splittes fra DNA'et og transporteres gennem cellekernemembranen ind i cytosolen, hvor translationen, omdannelsen af ​​RNA-kodonerne til den tilsvarende aminosyresekvens, dvs. syntesen af ​​proteinet, finder sted.

Sekvens af tre (triplet) nukleobaser på mRNA, kaldet kodon, bestemmer en aminosyre hver. I overensstemmelse med sekvensen af ​​mRNA-kodonerne samles de tilsvarende aminosyrer til polypeptider og proteiner via peptidbindinger.

Funktion & opgave

I biologi opfylder transkription den første af to hovedprocesser, der konverterer genetisk information, som er tilgængelig som sekvenser af DNA-nukleobaser, til syntesen af ​​proteiner. Den genetiske information består af sekvenser af tre, såkaldte tripletter eller kodoner, som hver står for en aminosyre. Nogle aminosyrer kan også defineres ved forskellige kodoner.

Transkriptionens funktion består i produktionen af ​​en mRNA-streng, hvis nucleobaser - i dette tilfælde ribonucleinbaser og ikke deoxyribonucleinbaser - svarer til det komplementære mønster af det udtrykte DNA-segment. Det genererede mRNA svarer således til en slags negativ skabelon for det udtrykte gensegment, som kan anvendes til engangssyntesen af ​​det kodede protein og derefter genanvendes.

Den anden hovedproces til omdannelse af genetisk information til specifikke proteiner er translation, i løbet af hvilken aminosyrer er strammet sammen og peptidisk bundet til dannelse af proteiner i henhold til kodningen af ​​mRNA.

Transkription gør det muligt at læse genetisk information selektivt og transporteres i form af komplementære kopier ud af cellekernen ind i cytosol og uafhængigt af det tilsvarende DNA-segment til at opbygge proteinerne.

En af fordelene ved transkription er, at dele af en enkelt DNA-streng kan udtrykkes til produktion af mRNA, uden at hele genet behøver at blive udsat for konstante fysiologiske ændringer og derved risikere at mutere eller på anden måde ændre dets egenskaber.

En anden fordel ved transkription er den såkaldte splejsning og andre typer behandling af mRNA. Splejsningsprocessen frigør først mRNA fra såkaldte introner fra funktionsløse kodoner, der ikke koder for aminosyrer. Derudover kan adeninnukleotider bindes til mRNA under anvendelse af enzympoly (A) -polymerasen.

Hos mennesker, som i andre pattedyr, består denne vedhæng, kaldet poly (A) halen, af omkring 250 nukleotider. Poly (A) halen forkortes med stigende alder af mRNA-molekylet og bestemmer dets biologiske halveringstid. Selvom ikke alle funktioner og opgaver i poly (A) halen er tilstrækkeligt velkendte, forekommer det i det mindste sikkert, at det beskytter mRNA-molekylet mod nedbrydning og forbedrer konvertibiliteten (translaterbarhed) til et protein.

Sygdomme og lidelser

I lighed med celledeling, hvor der kan opstå fejl i replikation af genomet, er det mest almindelige problem relateret til transkription en "kopieringsfejl". Enten "glemmes" et kodon under syntesen af ​​mRNA, eller der oprettes et forkert mRNA-kodon for et bestemt DNA-kodon.

Det anslås, at en sådan kopieringsfejl forekommer i næsten hver 1.000. kopi. I begge tilfælde syntetiseres et protein, der integrerer en utilsigtet aminosyre på mindst et sted. Spektret af effekter spænder fra 'ikke synlig' til total fiasko af det syntetiserede protein.

Hvis en genmutation forekommer under replikation eller på grund af andre omstændigheder, transkriberes den muterede nucleusbase-sekvens, da transkriptionsprocessen ikke inkluderer kontrol af kodonerne for "korrekthed".

Imidlertid har kroppen en veludviklet DNA-reparationsmekanisme, hvor mere end 100 gener er involveret i mennesker. Mekanismen består i et genialt system med øjeblikkelig reparation af genmutationen eller udskiftningen af ​​en beskadiget nukleisk basesekvens, ellers minimering af virkningerne, hvis de tidligere to muligheder elimineres.

Det faktum, at transkriptionen finder sted uden forudgående test af generne, indebærer fare for, at transkription også kan være involveret i spredning af vira, hvis virusserne injicerer deres eget DNA i værtscellen og får værtscellen til at skabe genomet af viraerne eller dele deraf ved replikation eller transkription. Disse kan derefter udløse den tilsvarende sygdom. I princippet gælder dette for alle typer vira.