Para ahli biologi menyebut istilah "transkripsi" sebagai tahap khusus dari penerapan informasi turun-temurun, yang intinya adalah membaca gen dan membangun molekul RNA pelengkap untuknya. Ini adalah proses enzimatik yang melibatkan kerja banyak enzim dan mediator biologis. Pada saat yang sama, sebagian besar biokatalis dan mekanisme yang bertanggung jawab untuk memicu replikasi gen tidak diketahui oleh sains. Karena itu, masih harus dilihat secara rinci apa itu transkripsi (dalam biologi) pada tingkat molekuler.
Realisasi informasi genetik
Ilmu pengetahuan modern tentang transkripsi, serta tentang transmisi informasi keturunan, tidak diketahui dengan baik. Sebagian besar data dapat direpresentasikan sebagai urutan langkah dalam biosintesis protein, yang memungkinkan untuk memahami mekanisme ekspresi gen. Sintesis protein adalah contoh realisasi informasi herediter, karena gen mengkodekan struktur utamanya. Untuk setiap molekul protein, baik itu protein struktural, enzim, ataumediator, ada urutan asam amino primer yang tercatat dalam gen.
Segera setelah mensintesis ulang protein ini, proses "membongkar" DNA dan membaca kode gen yang diinginkan dimulai, setelah itu transkripsi terjadi. Dalam biologi, skema proses semacam itu terdiri dari tiga tahap, yang diidentifikasi secara konvensional: inisiasi, perpanjangan, penghentian. Namun, belum memungkinkan untuk menciptakan kondisi khusus untuk pengamatan mereka selama percobaan. Ini adalah perhitungan yang agak teoretis yang memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang partisipasi sistem enzim dalam proses menyalin gen ke template RNA. Pada intinya, transkripsi adalah proses sintesis RNA berdasarkan untai 3'-5' DNA yang terdespiralisasi.
Mekanisme transkripsi
Anda dapat memahami apa itu transkripsi (dalam biologi) dengan menggunakan contoh sintesis messenger RNA. Ini dimulai dengan "pelepasan" gen dan penyelarasan struktur molekul DNA. Di dalam nukleus, informasi herediter terletak di kromatin yang terkondensasi, dan gen yang tidak aktif secara kompak “dikemas” menjadi heterokromatin. Despiralisasinya memungkinkan gen yang diinginkan dilepaskan dan tersedia untuk dibaca. Kemudian enzim khusus membagi DNA untai ganda menjadi dua untai, setelah itu kode untai 3'-5' dibaca.
Mulai saat ini, periode transkripsi itu sendiri dimulai. Enzim DNA-dependent RNA polymerase merakit bagian awal RNA, tempat nukleotida pertama terpasang, komplementer3'-5'-untai daerah cetakan DNA. Selanjutnya, rantai RNA menumpuk, yang berlangsung selama beberapa jam.
Pentingnya transkripsi dalam biologi tidak hanya diberikan pada inisiasi sintesis RNA, tetapi juga pada penghentiannya. Mencapai daerah pengakhiran gen memulai penghentian pembacaan dan mengarah pada peluncuran proses enzimatik yang bertujuan melepaskan polimerase RNA yang bergantung pada DNA dari molekul DNA. Bagian DNA yang terbagi benar-benar "terkait silang". Juga, selama transkripsi, sistem enzim bekerja yang "memeriksa" kebenaran penambahan nukleotida dan, jika terjadi kesalahan sintesis, "potong" bagian yang tidak perlu. Memahami proses ini memungkinkan kita untuk menjawab pertanyaan tentang apa itu transkripsi dalam biologi dan bagaimana pengaturannya.
Transkripsi terbalik
Transkripsi adalah mekanisme universal dasar untuk mentransfer informasi genetik dari satu pembawa ke pembawa lainnya, misalnya dari DNA ke RNA, seperti yang terjadi pada sel eukariotik. Namun, pada beberapa virus, urutan transfer gen dapat dibalik, yaitu kode dibaca dari RNA ke DNA untai tunggal. Proses ini disebut transkripsi balik, dan cocok untuk mempertimbangkan contoh infeksi virus HIV pada manusia.
Skema transkripsi terbalik terlihat seperti masuknya virus ke dalam sel dan sintesis DNA selanjutnya berdasarkan RNA-nya menggunakan enzim reverse transcriptase (revertase). Biokatalis ini awalnya ada di dalam tubuh virus dan diaktifkan ketika memasuki sel manusia. Ini memungkinkanmensintesis molekul DNA dengan informasi genetik dari nukleotida yang ditemukan dalam sel manusia. Hasil dari penyelesaian transkripsi balik yang berhasil adalah produksi molekul DNA, yang melalui enzim integrase, dimasukkan ke dalam DNA sel dan memodifikasinya.
Pentingnya transkripsi dalam rekayasa genetika
Yang penting, transkripsi terbalik semacam ini dalam biologi mengarah pada tiga kesimpulan penting. Pertama, bahwa virus dalam istilah filogenetik harus jauh lebih tinggi daripada bentuk kehidupan bersel tunggal. Kedua, ini adalah bukti kemungkinan adanya molekul DNA untai tunggal yang stabil. Sebelumnya, ada pendapat bahwa DNA dapat bertahan lama hanya dalam bentuk struktur beruntai ganda.
Ketiga, karena virus tidak perlu memiliki informasi tentang gennya untuk berintegrasi ke dalam DNA sel organisme yang terinfeksi, dapat dibuktikan bahwa gen sembarang dapat dimasukkan ke dalam kode genetik organisme apa pun secara terbalik transkripsi. Kesimpulan terakhir memungkinkan penggunaan virus sebagai alat rekayasa genetika untuk menanamkan gen tertentu ke dalam genom bakteri.
