Genetik

DNA -Transkription

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Jasmine Kupprion

Was ist DNA -Transkription?

Der DNA -Transkription Es ist der Prozess, durch den die in der Desoxyribonukleinsäure enthaltenen Informationen in Form eines ähnlichen Moleküls, der RNA, entweder als vorheriger Schritt für die Synthese von Protein oder zur Bildung von RNA -Molekülen kopiert werden große Bedeutung (Regulation der genetischen Expression, Signalübertragung usw.).

Obwohl es nicht wahr ist, dass alle Gene eines Organismus für Proteine kodieren, werden alle Proteine einer Zelle, entweder eukaryotisch oder prokaryota, von einem oder mehreren Genen codiert, bei denen jede Aminosäure durch einen Satz von drei DNA dargestellt wird Basen (Codon).

Eukaryotische Genverarbeitung (Quelle: Leonid 2/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0) über Wikimedia Commons)

Die Synthese der Polypeptidkette, die zu jedem Zellprotein gehört, tritt dank zweier grundlegender Prozesse auf: Transkription und Translation; Beide extrem reguliert, da dies zwei Prozesse sind, die für das Funktionieren eines lebenden Organismus von großer Bedeutung sind.

Was ist DNA -Transkription?

Die Transkription impliziert die Bildung einer „Form“ eines RNA -Moleküls.

Dieser Prozess wird durch ein Enzym namens RNA -Polymerase durchgeführt, das spezielle Orte in der DNA -Sequenz erkennt, an diese bindet, den DNA -Strang öffnet und ein RNA eine weitere besondere Folge von Haft.

Die Übersetzung hingegen ist der Prozess, durch den Proteinsynthese auftritt. Es besteht aus dem "Lesen" der in der RNM enthaltenen Informationen, die aus einem Gen transkribiert wurden, in der "Translation" der DNA -Codons in Aminosäuren und in der Bildung einer Polypeptidkette.

Die Translation der Nucleotidsequenzen der mRNA wird durch Enzyme durchgeführt, die als Aminoacil-Ant-Synthetikas bekannt sind die eine treue Kopie der DNA -Sequenz eines Gens sind.

Transkription in Eukaryoten (Prozess)

Während der Transkription in Eukaryoten wird die DNA als Form verwendet, um mit Hilfe des RNA -Polymerase -Enzyms einen Messenger -RNA -Strang zu erzeugen

In eukaryotischen Zellen tritt der Transkriptionsprozess im Kern auf. Beginnen Sie mit der "Kopie" der kodierenden Region des Gens, die in einem einfachen Bandmolekül transkribiert wird, das als Messenger -RNA (RNM) bekannt ist.

Da die DNA in dieser Organelle eingesperrt ist, fungieren die mRNM -Moleküle als Vermittler oder Transporter bei der Übertragung der genetischen Botschaft vom Kern zum Cytosol, wobei die Translation der RNA auftritt und die gesamte Biosynthesemaschinerie für die Proteinsynthese auftritt (die Ribosomasomasomasomasomaser (die Ribosomasomasomas ).

Was sind Eukaryot -Gene??

Ein Gen besteht aus einer DNA -Sequenz, deren Eigenschaften seine Funktion bestimmen, da die Reihenfolge der Nukleotide in dieser Sequenz diejenige ist, die seine Transkription und anschließende Translation erhebt (bei denen, die für Proteine codieren).

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Wenn ein Gen transkribiert wird, dh wenn Ihre Informationen in Form von RNA kopiert werden, kann das Ergebnis eine nicht -kodierende RNA (RNANC) sein, die direkte Funktionen bei der Regulation der genetischen Expression, bei der Zellzeichen usw. hat., Oder es kann eine Messenger -RNA (RNM) sein, die dann in eine Aminosäuresequenz in einem Peptid übersetzt wird.

Darstellung der Struktur eines eukaryotischen Gens.Org/lizenzen/bis/4.0) über Wikimedia Commons)

Dass ein Gen ein funktionelles Produkt in Form von RNA oder Protein hat, hängt von bestimmten Elementen oder Regionen ab, die in seiner Sequenz vorhanden sind.

Die Gene, Eukaryoten oder Prokaryoten, haben zwei DNA -Stränge, eine als "Sinn" und eine andere "Antiscentid", die bekannt ist. Die Enzyme, die für die Transkription dieser Sequenzen verantwortlich sind, "lesen" nur einen der beiden Stränge, typischerweise den „Sinn“ oder „codierenden“ Strang, der „Richtung“ 5'-3 hat “.

Jedes Gen hat an seinen Enden regulatorische Sequenzen:

Wenn die Sequenzen vor der Codierungsregion (die transkribiert werden) sind als "Promotoren" bezeichnet.
Wenn sie durch viele Kilobasen getrennt sind, können diese "Schalldämpfer" oder "verbessert" sein.
Diejenigen Sequenzen, die näher an Region 3 'der Gene liegen, sind normalerweise Terminatoren, die auf die Polymerase hinweisen, die gestoppt und die Transkription abgeschlossen werden muss (oder Replikation, so wie es kann).

Die Promotorregion ist in distal und proximal unterteilt, je nach der Nähe zur Kodierungsregion. Es liegt am 5' -Ende des Gens und es ist die Stelle, die die Enzima -RNA -Polymerase und andere Proteine erkennt, um die Transkription der DNA zur RNA zu beginnen.

Im proximalen Teil der Promotorregion können Transkriptionsfaktoren verbunden werden, die in der Lage sind, die Affinität des Enzyms zu der Sequenz zu modifizieren, die durch die Transkription der Gene positiv oder negativ reguliert werden.

Die Regionen für Verbesserung und Schalldämpfer sind auch für die Regulierung der genetischen Transkription verantwortlich.

Es wird gesagt, dass eukaryotische Gene standardmäßig "ausgeschaltet" oder "unterdrückt" werden, sodass sie ihre Aktivierung durch die förderenden Elemente benötigen, um sich auszudrücken (Transkribe).

Die für die Transkription verantwortlich sind?

Unabhängig von der Karosserie wird die Transkription von einer Gruppe von Enzymen durchgeführt, die als Polymerase -RNAs bezeichnet werden, ähnlich wie die Enzyme, die für die Replikation von DNA zuständig sind, wenn eine Zelle geteilt werden soll, eine auf die Synthese spezialisierte Kette einer RNA -Kette spezialisiert Aus einem der DNA -Stränge des Gens, das transkribiert wird.

Die Polymerase -RNAs sind große enzymatische Komplexe, die aus vielen Untereinheiten bestehen,. Es gibt verschiedene Typen:

RNA -Polymerase I (Pol I): Das transkriben die Gene, die die "große" ribosomale Untereinheit codieren.
RNA -Polymerase II (Pol II): die Protein -codierenden Gene transkribieren und Mikroarns produzieren.
RNA -Polymerase III (Pol III): Die während der Translation verwendete Transfer -RNA und auch die RNA, die der kleinen Untereinheit des Ribosoms entspricht.
RNA -Polymerase IV und V (Pol IV und Pol V): Sie sind typisch für Pflanzen und sind für die Transkription von kleiner Interferenz -RNA verantwortlich.

Was ist der Prozess?

Transkription eukaryotischer Gene (Quelle: Erinp.5000/cc By-SA (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0) über Wikimedia Commons)

Genetische Transkription ist ein Prozess, der in drei Phasen unterteilt werden kann: Initiierung, Dehnung und Beendigung.

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Einleitung

Während der Initiierung wirkt die Förderung des Gens als Erkennungsort für die RNA -Polymerase. Hier wird der größte Teil der genetischen Expression kontrolliert

RNA -Polymerase (wir geben als Beispiel für die RNA -Polymerase II) die Sequenz der Promotorregion, die aus einem Abschnitt von 6 bis 10 Basenpaaren am 5' -Ende des Gens besteht, normalerweise etwa 35 Basenpaare aus dem Startort der Transkription.

Die Vereinigung der RNA -Polymerase führt zur "Öffnung" des Doppelpropellers der DNA, wodurch die komplementären Stränge getrennt werden. Die Synthese der RNA beginnt an der als "Stelle der Initiation" bekannten Stelle und findet in der 5'-3 '-Ade statt, dh "stromabwärts" oder von links nach rechts (nach Konvent).

Die Initiierung der durch Polymerase -RNAs vermittelten Transkription hängt vom gleichzeitigen Vorhandensein von Protein -Transkriptionsfaktoren ab, die als allgemeine Transkriptionsfaktoren bekannt sind, die zum „Ort“ des Enzyms im Promotorregion beitragen.

Nachdem das Enzym zu polymerisieren begonnen hat, wird dies sowohl von der Promotorsequenz als auch von allgemeinen Transkriptionsfaktoren "abgelöst".

Verlängerung

Während der Dehnung rutscht die Pnal -Polimerase durch die Kette, die als Form dient

Es kommt als RNA -Polymerase auf der DNA -Sequenz "bewegt" und trägt zur wachsenden RNA die komplementären Ribonukleotide mit dem DNA -Strang bei, der als "Schimmel" dient. Wie die Polimerase -RNA durch den DNA -Strang "fließt".

Die durch RNA -Polymerase durchgeführte Polymerisation besteht aus nucleophilen Angriffen von Sauerstoff in Position 3 'der zunehmenden RNA Pyrophosphatmolekül (PPI).

Der Satz, der aus dem DNA -Strang, der RNA -Polymerase und dem Gewinde der entstehenden RNA besteht.

Beendigung

Wenn die RNA -Polymerase die terminale Region des Gens erreicht, ist der Transkriptionsbote vollständig. Dann werden die Polyrase -RNA, die DNA -Kette und die Transkriptions -Messenger -RNA dissoziiert

Die Beendigung findet statt, wenn die Polymerase die Terminierungssequenz erreicht, die logisch "stromabwärts" der Transkriptionsinitiationsstelle gelegen ist. In diesem Fall sind sowohl das Enzym als auch die synthetisierte RNA aus der transkribierten DNA -Sequenz "aus".

Die Terminierungsregion besteht normalerweise aus einer DNA Haarnadelschleife).

Nach der Beendigung wird der synthetisierte RNA -Strang als primär transkribiert bezeichnet, das aus dem Transkriptionskomplex freigesetzt wird. Danach kann oder kann er nach einem Prozess, der nach dem übertranskriptionellen Prozess (vor seiner Proteinübersetzung, durch einen genannten Prozess) strafrechtlich verfolgt oder nicht). Corte und Empalme ".

Transkription in Procariotas (Prozess)

Da prokaryotische Zellen keinen Kern haben, der von einer Membran eingewickelt ist, tritt die Transkription in Cytosol in der "nuklearen" Region spezifisch auf, in der die chromosomale DNA konzentriert ist (Bakterien haben ein kreisförmiges Chromosom).

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Auf diese Weise ist die Zunahme der zytosolischen Konzentration eines bestimmten Proteins in Prokaryoten wesentlich schneller als in Eukaryoten, da die Transkriptions- und Translationsprozesse im selben Kompartiment auftreten.

Wie geht es Prokaryoten??

Prokaryotische Agenturen haben Gene, die Eukaryoten sehr ähnlich sind: Ersteres verwenden auch förderende und regulatorische Regionen für die Transkription, obwohl ein wichtiger Unterschied damit zu tun hat, dass die förderende Region häufig ausreicht, um eine "starke" Expression der Gene zu erreichen.

In diesem Sinne ist es wichtig zu erwähnen, dass Prokaryoten im Allgemeinen standardmäßig "brennen" werden.

Die Promotorregion ist mit einer anderen Region assoziiert, normalerweise "stromaufwärts", die durch repressive Moleküle reguliert wird und als "Betriebsregion" bezeichnet wird.

Darstellung der Struktur eines prokaryotischen Gens.Org/lizenzen/bis/4.0) über Wikimedia Commons)

Ein Unterschied in der Transkription zwischen Prokaryoten und Eukaryoten besteht darin, dass normalerweise die eukaryotischen Boten Monokistronik sind, dh jeder enthält die Informationen, um ein einzelnes Protein zu synthetisieren zwei oder mehr Proteine.

Somit ist bekannt, dass die prokaryotischen Gene, die für Protein mit ähnlichen Stoffwechselfunktionen kodifizieren.

Die prokaryotischen Gene sind dicht verpackt, ohne dass viele nicht kodierende Regionen zwischen ihnen in RNA -Molekülen transkribiert werden.

Was ist prokaryotische Polymerase -RNA?

Prokaryotische Organismen wie Bakterien verwenden beispielsweise das gleiche RNA -Polymerase -Enzym, um alle ihre Gene zu transkeln, dh diejenigen, die für ribosomale Untereinheiten kodieren, und diejenigen, die für verschiedene Zellproteine codieren.

In den Bakterien UND. coli Die RNA -Polymerase besteht aus 5 Polypeptiduntereinheiten, von denen zwei identisch sind. Untereinheiten α, α, β, β 'umfassen den zentralen Teil des Enzyms und sind während jedes Transkriptionsereignisses zusammengesetzt und sind DE -Labs.

Die α -Untereinheiten sind solche, die die Vereinigung zwischen DNA und Enzym ermöglichen; Die β -Untereinheit bindet an die Ribonukleotide tryphosphat, die gemäß der DNA -Form im steigenden mRNA.

Die fünfte Untereinheit, bekannt als σ Nimmt an der Initiierung der Transkription teil und ist diejenige, die der Polymerase Spezifität verleiht.