Uvod v transkripcijo DNK

Ilustracija RNA polimeraze II, ki prepisuje DNA v RNA.

selvanegra / Getty Images

DNK je sestavljen iz štirih nukleotid baze, ki so seznanjene skupaj, da dajo DNK svojo dvojna spirala oblika. Te baze so: adenin (A) , gvanin (G) , citozin (C) , in timin (T) . Adenin se pari s timinom (A-T) in citozinske pare z gvaninom (C-G) . Zaporedja nukleotidnih baz so genetski kod ali navodila za sintezo beljakovin.

Obstajajo trije glavni koraki v procesu prepisovanja DNK:

Začetek: RNK polimeraza se veže na DNK
DNK prepisuje encim, imenovan RNA polimeraza. Specifična nukleotidna zaporedja povedo RNA polimerazi, kje naj začne in kje konča. RNK polimeraza se veže na DNK na določenem območju, imenovanem promotorska regija. DNK v promotorski regiji vsebuje specifične sekvence, ki omogočajo, da se RNK polimeraza veže na DNK. Raztezek
Nekateri encimi, imenovani transkripcijski faktorji, odvijejo verigo DNK in omogočijo polimerazi RNK, da prepiše samo eno verigo DNK v polimer enoverižne RNK, imenovan messenger RNA (mRNA). Pramen, ki služi kot predloga, se imenuje protismiselni niz. Niz, ki ni transkribiran, se imenuje smiselni niz.
Kot DNK, RNA je sestavljen iz nukleotidnih baz. RNA pa vsebuje nukleotide adenin, gvanin, citozin in uracil (U). Ko RNA polimeraza prepiše DNA, se gvanin poveže s citozinom (G-C) in adenin pari z uracilom (DO) . Prekinitev
RNK polimeraza se premika vzdolž DNK, dokler ne doseže terminatorskega zaporedja. Na tej točki RNA polimeraza sprosti polimer mRNA in se odcepi od DNA.

Transkripcija v prokariontskih in evkariontskih celicah

Barvna transmisijska elektronska mikrografija deoksiribonukleinske kisline (DNK roza), transkripcija povezana s translacijo v bakteriji Escherichia coli.

Dr. Elena Kiseleva/ZNANSTVENA FOTOKNJIŽNICA/Getty Images

Medtem ko se transkripcija pojavi v obeh prokariontske in evkariontske celice , je proces pri evkariontih bolj zapleten. Pri prokariontih, kot je npr bakterije , se DNA prepiše z eno molekulo RNA polimeraze brez pomoči transkripcijskih faktorjev. V evkariontskih celicah so za prepisovanje potrebni transkripcijski faktorji in obstajajo različne vrste molekul RNA polimeraze, ki prepisujejo DNK, odvisno od vrste geni . Geni, ki kodirajo beljakovine prepisujejo RNA polimeraza II, geni, ki kodirajo ribosomske RNA, se prepisujejo z RNA polimerazo I, geni, ki kodirajo prenosne RNA, pa se prepisujejo z RNA polimerazo III. poleg tega organele kot naprimer mitohondrije in kloroplasti imajo lastne RNA polimeraze, ki prepisujejo DNA znotraj teh celičnih struktur.

Od transkripcije do prevoda

Številka 1: Sinteza mRNA iz DNA v jedru. 2 Ribosom, ki dekodira mRNA z vezavo komplementarnih zaporedij antikodonov tRNA na kodone mRNA. 3-5 ribosomov sintetizira beljakovine v citoplazmi.

ttsz/iStock/Getty Images Plus

notri prevod , se sporočilo, kodirano v mRNA, pretvori v protein. Od beljakovine so zgrajene v citoplazma celice mora mRNA prečkati jedrsko membrano, da doseže citoplazmo v evkariontskih celicah. Enkrat v citoplazmi, ribosomi in drugo molekulo RNA, imenovano prenosna RNA sodelujejo pri prevajanju mRNA v protein. Ta proces se imenuje prevod . Beljakovine je mogoče proizvesti v velikih količinah, ker lahko eno samo zaporedje DNK prepiše več molekul RNK polimeraze hkrati.

Povratni prepis

DNK se prepisuje in prevaja za proizvodnjo beljakovin. Povratna transkripcija pretvori RNK v DNK.

ttsz/iStock/Getty Images Plus

notri obratno prepisovanje RNA se uporablja kot matrica za proizvodnjo DNA. Encim reverzna transkriptaza prepisuje RNA, da ustvari enojno verigo komplementarne DNA (cDNA). Encim DNA polimeraza pretvori enoverižno cDNA v dvoverižno molekulo, kot to stori v replikacija DNK . Poseben virusi znani kot retrovirusi uporabljajo reverzno transkripcijo za replikacijo svojih virusnih genomov. Znanstveniki uporabljajo tudi postopke reverzne transkriptaze za odkrivanje retrovirusov.

Evkariontske celice uporabljajo tudi reverzno transkripcijo za razširitev končnih delov kromosomi znani kot telomeri. Za ta proces je odgovoren encim telomeraza reverzna transkriptaza. Podaljšanje telomer proizvaja celice, ki so odporne na apoptoza , ali programirano celično smrt, in postanejorakava.Tehnika molekularne biologije, znana kot reverzna transkripcija-verižna reakcija s polimerazo (RT-PCR) se uporablja za pomnoževanje in merjenje RNA. Ker RT-PCR zazna izražanje genov, se lahko uporablja tudi za odkrivanje raka in pomoč pri diagnosticiranju genetskih bolezni.