Capire i fondamenti fondamentali dell'esistenza della vita è impossibile senza una chiara comprensione della trasmissione dell'informazione ereditaria e della sua attuazione. L'immagazzinamento dei geni del corpo si realizza attraverso i cromosomi, in cui sono confezionate diverse sezioni di DNA, che codificano la sequenza amminoacidica primaria di una determinata proteina. E l'implementazione dell'informazione genetica e la sua trasmissione per eredità si ottiene attraverso la sua copia. Questo processo è chiamato "trascrizione". In biologia significa leggere il codice di una sezione genica e sintetizzare un modello per la biosintesi proteica basata su di essa.
Basi molecolari della trascrizione
La trascrizione è un processo enzimatico che è preceduto dal "disimballaggio" di una molecola di DNA e fornisce l'accesso per la lettura di un gene specifico. Quindi nella molecola di DNA a doppio filamento suNella sezione iniziale, i legami idrogeno tra i nucleotidi vengono rotti per 4 kadon. Da questo momento inizia la fase di inizio della trascrizione in biologia, associata all'attacco della RNA polimerasi DNA-dipendente al macropolimero del DNA.
Il risultato naturale dell'iniziazione è la sintesi del sito di partenza dell'RNA messaggero, e non appena il primo nucleotide complementare si attacca ad esso e si verifica la traslocazione della RNA polimerasi DNA-dipendente, si dovrebbe parlare dell'inizio della fase di allungamento. La sua essenza si riduce al movimento graduale della RNA polimerasi dipendente dal DNA lungo la molecola del DNA nella direzione 3`-5`, tagliando i legami idrogeno del DNA davanti e ripristinandoli dietro, oltre ad attaccare un nucleotide complementare alla crescita catena del modello RNA.
Enzima L'RNA polimerasi dipendente dal DNA catalizza l'aggiunta di un nucleotide all'RNA, mentre altri sistemi enzimatici sono responsabili della lettura, della separazione dei legami idrogeno e della loro riduzione. Tutti si trovano nel luogo in cui avviene la trascrizione. La biologia consente di applicare il metodo degli atomi etichettati e confermare il fatto della loro massima concentrazione nei nuclei delle cellule.
Cronologia della trascrizione
In condizioni di laboratorio, gli scienziati del gruppo di ricerca "Genome umano" sono riusciti a sintetizzare artificialmente la stessa molecola di DNA e a salvarvi il codice genetico. Questo processo ha richiesto più di 2 decenni, senza contare la lunga preparazione. È interessante la velocità con cui questi processi procedono in una cellula vivente. Metodo principale di ricercatraduzione e trascrizione - biologia molecolare. E sebbene stia ancora incontrando difficoltà associate all'impossibilità di una dimostrazione visiva di questi processi, ci sono alcune prove riguardo al tempo della biosintesi delle proteine.
In particolare, il processo di "disimballaggio" delle informazioni genetiche può richiedere 16-48 ore e la trascrizione del gene desiderato - circa 4-8 ore. La sintesi di una piccola molecola proteica a base di RNA messaggero richiederà circa 4-24 ore, dopodiché inizia la fase della sua "maturazione". Questo si riferisce al confezionamento auto-spontaneo di una proteina in una struttura secondaria e poi in una terziaria. Se la proteina richiede una modifica postsintetica, questo processo potrebbe richiedere circa una settimana o più.
Le strutture cellulari, dove avvengono la trascrizione e la traduzione, sono oggetto di studio sempre più approfondito in biologia. Allo stesso tempo, è stato possibile calcolare che nelle cellule eucariotiche con un ampio set di materiale genetico, la sintesi di una semplice molecola di insulina richiede circa 16 ore. L'Escherichia coli geneticamente modificato è in grado di sintetizzare una tale molecola in 4 ore. Nel caso di grandi proteine di struttura terziaria e quaternaria, il processo di sintesi e formazione finale può richiedere circa 2 settimane.
Localizzazione degli enzimi di trascrizione
Un tale processo come la trascrizione (in biologia) avviene al posto della memorizzazione diretta delle informazioni ereditarie. Nelle cellule eucariotiche, questo è il nucleo cellulare e nelle forme di vita prenucleari è il citoplasma. enzima viralela trascrittasi inversa agisce nel nucleo delle cellule infette. Allo stesso tempo, anche gli acidi nucleici mitocondriali, che sono un insieme di geni, passano attraverso la fase di trascrizione. In biologia e genetica, la natura di questi processi è ancora sconosciuta.
Ma il fatto della presenza di malattie mitocondriali umane ereditate dai discendenti conferma la replicazione del DNA, per la quale la trascrizione è un passaggio necessario. Ciò significa che un tale processo può avvenire in diverse strutture cellulari: negli eucarioti, questi sono i mitocondri e il nucleo cellulare, e nei procarioti, nel citoplasma e nei plasmidi.
Localizzazione dei processi biosintetici
Le posizioni in cui si verificano la trascrizione e la traduzione (in biologia) sono diverse, perché la sintesi delle molecole proteiche semplicemente non può avvenire nel nucleo cellulare. L'assemblaggio della struttura primaria avviene sull'apparato ribosomiale della cellula, che è prevalentemente concentrato nel citoplasma sulla membrana del reticolo endoplasmatico ruvido.
La sintesi in cellule altamente sviluppate, che si distinguono per un alto tasso di assemblaggio di nuove molecole proteiche, avviene principalmente sui poliribosomi. Ma nelle cellule batteriche e altamente specializzate, la biosintesi può procedere su ribosomi disparati nel citoplasma. I corpi virali non hanno un proprio apparato sintetico e organelli, e quindi sfruttano le strutture delle cellule infette.
