Biolozi termin "transkripcija" nazivaju posebnom etapom implementacije nasljednih informacija, čija se bit svodi na čitanje gena i izgradnju komplementarne RNA molekule za njega. To je enzimski proces koji uključuje rad mnogih enzima i bioloških medijatora. Istodobno, većina biokatalizatora i mehanizama odgovornih za pokretanje replikacije gena je nepoznata znanosti. Zbog toga, ostaje da se detaljno vidi što je transkripcija (u biologiji) na molekularnoj razini.
Ostvarivanje genetskih informacija
Suvremena znanost o transkripciji, kao io prijenosu nasljednih informacija, nije dobro poznata. Većina podataka može se predstaviti kao slijed koraka u biosintezi proteina, što omogućuje razumijevanje mehanizma ekspresije gena. Sinteza proteina je primjer realizacije nasljedne informacije, budući da gen kodira njegovu primarnu strukturu. Za svaku proteinsku molekulu, bilo da se radi o strukturnom proteinu, enzimu iliposrednika, postoji primarni slijed aminokiselina zabilježen u genima.
Čim postane potrebno ponovno sintetizirati ovaj protein, počinje proces "raspakiranja" DNK i čitanja koda željenog gena, nakon čega dolazi do transkripcije. U biologiji se shema takvog procesa sastoji od tri faze, konvencionalno identificirane: inicijacija, produljenje, završetak. Međutim, još nije moguće stvoriti posebne uvjete za njihovo promatranje tijekom eksperimenta. To su prilično teoretski izračuni koji omogućuju bolje razumijevanje sudjelovanja enzimskih sustava u procesu kopiranja gena na RNA šablonu. U svojoj srži, transkripcija je proces sinteze RNA baziran na despiraliziranom 3'-5'-lancu DNK.
Transkripcijski mehanizam
Možete razumjeti što je transkripcija (u biologiji) koristeći primjer sinteze glasničke RNA. Počinje "oslobađanjem" gena i usklađivanjem strukture molekule DNK. U jezgri se nasljedne informacije nalaze u kondenziranom kromatinu, a neaktivni geni su kompaktno "upakirani" u heterokromatin. Njegova despiralizacija omogućuje da se željeni gen oslobodi i učini dostupnim za čitanje. Zatim poseban enzim dijeli dvolančanu DNK u dva lanca, nakon čega se čita 3'-5'-lančani kod.
Od ovog trenutka počinje sam period transkripcije. Enzim DNK ovisna RNA polimeraza sastavlja početni dio RNA, na koji je vezan prvi nukleotid, komplementaran3'-5'-lanac regije DNK šablona. Nadalje, RNA lanac se gradi, što traje nekoliko sati.
Važnost transkripcije u biologiji pridaje se ne samo započinjanju sinteze RNA, već i njenom završetku. Postizanje završne regije gena inicira završetak čitanja i dovodi do pokretanja enzimatskog procesa čiji je cilj odvajanje DNA-ovisne RNA polimeraze od molekule DNA. Podijeljeni dio DNK potpuno je "povezan". Također, tijekom transkripcije rade enzimski sustavi koji “provjeravaju” ispravnost dodavanja nukleotida i, ako se pojave greške u sintezi, “izrezuju” nepotrebne dijelove. Razumijevanje ovih procesa omogućuje nam da odgovorimo na pitanje što je transkripcija u biologiji i kako je regulirana.
Obrnuta transkripcija
Transkripcija je osnovni univerzalni mehanizam za prijenos genetskih informacija s jednog prijenosnika na drugi, na primjer s DNA na RNA, kao što se to događa u eukariotskim stanicama. Međutim, kod nekih virusa slijed prijenosa gena može biti obrnut, to jest, kod se čita s RNA na jednolančanu DNK. Taj se proces naziva reverzna transkripcija i primjereno je razmotriti primjer ljudske infekcije virusom HIV-a.
Shema reverzne transkripcije izgleda kao uvođenje virusa u stanicu i naknadna sinteza DNK na temelju njezine RNA pomoću enzima reverzne transkriptaze (revertaze). Ovaj biokatalizator je u početku prisutan u virusnom tijelu i aktivira se kada uđe u ljudsku stanicu. Dopuštasintetizirati molekulu DNA s genetskim informacijama iz nukleotida koji se nalaze u ljudskim stanicama. Rezultat uspješnog završetka reverzne transkripcije je proizvodnja molekule DNA, koja se putem enzima integraze uvodi u DNK stanice i modificira je.
Važnost transkripcije u genetskom inženjeringu
Važno je da ova vrsta obrnute transkripcije u biologiji dovodi do tri važna zaključka. Prvo, da bi virusi u filogenetskom smislu trebali biti mnogo viši od jednostaničnih oblika života. Drugo, ovo je dokaz mogućnosti postojanja stabilne jednolančane molekule DNA. Ranije je postojalo mišljenje da DNK može postojati dugo vremena samo u obliku dvolančane strukture.
Treće, budući da virus ne mora imati informacije o svojim genima da bi se integrirao u DNK stanica zaraženog organizma, može se dokazati da se proizvoljni geni mogu uvesti u genetski kod bilo kojeg organizma obrnutim putem transkripcija. Potonji zaključak dopušta korištenje virusa kao alata genetskog inženjeringa za ugrađivanje određenih gena u genom bakterija.
