Biyologlar "transkripsiyon" terimine, özü bir geni okumak ve ona tamamlayıcı bir RNA molekülü oluşturmak olan kalıtsal bilgilerin uygulanmasının özel bir aşaması diyorlar. Birçok enzimin ve biyolojik aracıların çalışmasını içeren enzimatik bir süreçtir. Aynı zamanda, gen replikasyonunu tetiklemekten sorumlu olan biyokatalizörlerin ve mekanizmaların çoğu bilim tarafından bilinmiyor. Bu nedenle, moleküler düzeyde (biyolojide) transkripsiyonun ne olduğu ayrıntılı olarak görülmeyi beklemektedir.
Genetik bilginin gerçekleştirilmesi
Kalıtsal bilgilerin aktarımının yanı sıra transkripsiyonla ilgili modern bilim iyi bilinmemektedir. Verilerin çoğu, gen ekspresyonunun mekanizmasını anlamayı mümkün kılan protein biyosentezindeki bir dizi adım olarak temsil edilebilir. Gen, birincil yapısını kodladığı için, protein sentezi kalıtsal bilginin gerçekleştirilmesine bir örnektir. Her protein molekülü için, yapısal bir protein, bir enzim veyaaracı, genlerde kayıtlı bir birincil amino asit dizisi vardır.
Bu proteinin yeniden sentezlenmesi gerektiğinde, DNA'nın "paketinin açılması" ve istenen genin kodunun okunması süreci başlar ve ardından transkripsiyon gerçekleşir. Biyolojide, böyle bir sürecin şeması, geleneksel olarak tanımlanan üç aşamadan oluşur: başlatma, uzama, sonlandırma. Ancak, deney sırasında gözlemleri için belirli koşullar oluşturmak henüz mümkün değildir. Bunlar, bir genin bir RNA şablonuna kopyalanması sürecinde enzim sistemlerinin katılımının daha iyi anlaşılmasını sağlayan daha çok teorik hesaplamalardır. Özünde, transkripsiyon, DNA'nın despiralize edilmiş 3'-5' iplikçiklerine dayanan RNA sentezi sürecidir.
Transkripsiyon mekanizması
Transkripsiyonun (biyolojide) ne olduğunu haberci RNA sentezi örneğini kullanarak anlayabilirsiniz. Genin "salınması" ve DNA molekülünün yapısının hizalanması ile başlar. Çekirdekte, kalıtsal bilgi yoğun kromatinde bulunur ve aktif olmayan genler kompakt bir şekilde heterokromatine "paketlenir". Despiralizasyonu, istenen genin serbest bırakılmasını ve okuma için uygun hale getirilmesini sağlar. Daha sonra özel bir enzim, çift sarmallı DNA'yı iki zincire böler, ardından 3'-5' sarmal kodu okunur.
Bu andan itibaren, transkripsiyon döneminin kendisi başlar. DNA'ya bağımlı RNA polimeraz enzimi, RNA'nın ilk nükleotidin eklendiği başlangıç bölümünü, tamamlayıcı olarak bir araya getirir. DNA şablon bölgesinin 3'-5'-ipliği. Ayrıca, birkaç saat süren RNA zinciri oluşur.
Biyolojide transkripsiyonun önemi sadece RNA sentezinin başlamasına değil, sonlanmasına da verilir. Genin sonlanan bölgesine ulaşmak, okumanın sonlanmasını başlatır ve DNA'ya bağımlı RNA polimerazı DNA molekülünden ayırmayı amaçlayan enzimatik bir işlemin başlatılmasına yol açar. DNA'nın bölünmüş bölümü tamamen "çapraz bağlanmıştır". Ayrıca, transkripsiyon sırasında, nükleotidlerin eklenmesinin doğruluğunu “kontrol eden” ve sentez hataları meydana gelirse gereksiz bölümleri “kesen” enzim sistemleri çalışır. Bu süreçleri anlamak, biyolojide transkripsiyonun ne olduğu ve nasıl düzenlendiği sorusuna cevap vermemizi sağlar.
Ters transkripsiyon
Transkripsiyon, ökaryotik hücrelerde olduğu gibi, genetik bilgiyi bir taşıyıcıdan diğerine, örneğin DNA'dan RNA'ya aktarmak için temel evrensel mekanizmadır. Bununla birlikte, bazı virüslerde, gen transfer dizisi tersine çevrilebilir, yani kod RNA'dan tek iplikli DNA'ya okunur. Bu işleme ters transkripsiyon denir ve HIV virüsü ile insan enfeksiyonu örneğini ele almak uygundur.
Ters transkripsiyon şeması, bir virüsün hücreye girmesi ve ardından enzim ters transkriptaz (revertaz) kullanılarak RNA'sına dayalı DNA sentezine benziyor. Bu biyokatalizör başlangıçta viral vücutta bulunur ve insan hücresine girdiğinde aktive olur. İzin veriyorinsan hücrelerinde bulunan nükleotidlerden genetik bilgi içeren bir DNA molekülü sentezler. Ters transkripsiyonun başarıyla tamamlanmasının sonucu, integraz enzimi aracılığıyla hücrenin DNA'sına eklenen ve onu değiştiren bir DNA molekülünün üretilmesidir.
Genetik mühendisliğinde transkripsiyonun önemi
Önemli olan şey, biyolojideki bu tür ters transkripsiyonun üç önemli sonuca yol açmasıdır. Birincisi, filogenetik açıdan virüslerin tek hücreli yaşam formlarından çok daha yüksek olması gerekir. İkincisi, bu, kararlı bir tek sarmallı DNA molekülünün varlığının olasılığının kanıtıdır. Daha önce DNA'nın uzun süre sadece çift sarmallı bir yapı şeklinde var olabileceğine dair bir görüş vardı.
Üçüncü olarak, bir virüsün, enfekte olmuş bir organizmanın hücrelerinin DNA'sına entegre olması için genleri hakkında bilgiye sahip olması gerekmediğinden, herhangi bir organizmanın genetik koduna keyfi genlerin tersine çevrilebileceği kanıtlanabilir. transkripsiyon. İkinci sonuç, belirli genleri bakteri genomuna yerleştirmek için virüslerin genetik mühendisliği araçları olarak kullanılmasına izin verir.
