Razumijevanje temeljnih temelja postojanja života nemoguće je bez jasnog razumijevanja prijenosa nasljednih informacija i njihove provedbe. Pohrana tjelesnih gena ostvaruje se putem kromosoma, u koje su pakirani različiti dijelovi DNK koji kodiraju primarnu aminokiselinsku sekvencu određenog proteina. A implementacija genetske informacije i njezin prijenos nasljeđivanjem postiže se njihovim kopiranjem. Taj se proces naziva "transkripcija". U biologiji to znači čitanje koda genskog odjeljka i sintetiziranje predloška za biosintezu proteina na temelju njega.
Molekularna osnova transkripcije
Transkripcija je enzimski proces kojem prethodi "raspakivanje" molekule DNA i omogućavanje pristupa za čitanje određenog gena. Zatim u dvolančanu molekulu DNAU početnom dijelu, vodikove veze između nukleotida su prekinute za 4 kadona. Od ovog trenutka počinje faza inicijacije transkripcije u biologiji, povezana s vezanjem DNA-ovisne RNA polimeraze na DNA makropolimer.
Prirodni ishod inicijacije je sinteza početnog mjesta glasničke RNA, a čim se na njega veže prvi komplementarni nukleotid i dođe do translokacije DNK-ovisne RNA polimeraze, treba govoriti o početku faze elongacije. Njegova se bit svodi na postupno kretanje DNK-ovisne RNA polimeraze duž molekule DNA u smjeru 3`-5`, presijecajući vodikove veze DNK sprijeda i obnavljajući ih pozadi, kao i na pričvršćivanje komplementarnog nukleotida na rastući lanac RNA predloška.
Enzim DNA-ovisna RNA polimeraza katalizira dodavanje nukleotida RNA, dok su drugi enzimski sustavi odgovorni za čitanje, odvajanje vodikovih veza i njihovu redukciju. Svi se nalaze na mjestu gdje se vrši transkripcija. Biologija vam omogućuje da primijenite metodu označenih atoma i potvrdite činjenicu njihove najveće koncentracije u jezgri stanica.
Vremenska linija transkripcije
U laboratorijskim uvjetima, znanstvenici istraživačke grupe "Ljudski genom" uspjeli su umjetno sintetizirati samu DNK molekulu i sačuvati genetski kod u njoj. Taj je proces trajao više od 2 desetljeća, ne računajući dugotrajne pripreme. Zanimljivo je koliko se brzo ti procesi odvijaju u živoj stanici. Glavna metoda istraživanjaprijevod i transkripcija – molekularna biologija. I premda još uvijek ima poteškoća povezanih s nemogućnošću vizualne demonstracije ovih procesa, postoje neki dokazi o vremenu biosinteze proteina.
Konkretno, proces "raspakiranja" genetskih informacija može trajati 16-48 sati, a transkripcija željenog gena - oko 4-8 sati. Sinteza jedne male proteinske molekule temeljene na glasničkoj RNA trajat će oko 4-24 sata, nakon čega počinje faza njezinog "sazrijevanja". To se odnosi na samospontano pakiranje proteina u sekundarnu, a zatim u tercijarnu strukturu. Ako protein zahtijeva postsintetičku modifikaciju, tada ovaj proces može potrajati oko tjedan dana ili više.
Stanične strukture, u kojima se odvijaju transkripcija i translacija, sve se detaljnije proučavaju u biologiji. Istodobno je bilo moguće izračunati da u eukariotskim stanicama s velikim skupom genetskog materijala sinteza jednostavne molekule inzulina traje oko 16 sati. Genetski modificirana Escherichia coli sposobna je sintetizirati takvu molekulu za 4 sata. U slučaju velikih proteina tercijarne i kvartarne strukture, proces njihove sinteze i konačnog formiranja može trajati oko 2 tjedna.
Lokalizacija transkripcijskih enzima
Takav proces kao što je transkripcija (u biologiji) odvija se na mjestu izravnog pohranjivanja nasljednih informacija. U eukariotskim stanicama to je stanična jezgra, a u prednuklearnim oblicima života to je citoplazma. virusni enzimreverzna transkriptaza djeluje u jezgri inficiranih stanica. Istodobno, mitohondrijske nukleinske kiseline, koje su skup gena, također prolaze kroz fazu transkripcije. U biologiji i genetici priroda ovih procesa je još uvijek nepoznata.
Ali činjenica prisutnosti ljudskih mitohondrijalnih bolesti koje nasljeđuju potomci potvrđuje replikaciju DNK, za koju je transkripcija neophodan korak. To znači da se takav proces može odvijati u nekoliko staničnih struktura: kod eukariota to su mitohondriji i stanična jezgra, a kod prokariota u citoplazmi i plazmidima.
Lokalizacija biosintetskih procesa
Mjesta na kojima se događa transkripcija i translacija (u biologiji) su različita, jer se sinteza proteinskih molekula jednostavno ne može dogoditi u jezgri stanice. Sklapanje primarne strukture događa se na ribosomskom aparatu stanice, koji je pretežno koncentriran u citoplazmi na membrani grubog endoplazmatskog retikuluma.
Sinteza u visoko razvijenim stanicama, koje se odlikuju visokom stopom sklapanja novih proteinskih molekula, odvija se uglavnom na poliribosomima. Ali u bakterijskim i visoko specijaliziranim stanicama, biosinteza se može nastaviti na različitim ribosomima u citoplazmi. Virusna tijela nemaju vlastiti sintetički aparat i organele, te stoga iskorištavaju strukture zaraženih stanica.
