Memahami dasar-dasar dasar keberadaan kehidupan tidak mungkin tanpa pemahaman yang jelas tentang transmisi informasi turun-temurun dan implementasinya. Penyimpanan gen tubuh diwujudkan melalui kromosom, di mana bagian DNA yang berbeda dikemas, mengkode urutan asam amino primer dari protein tertentu. Dan penerapan informasi genetik dan transmisinya melalui pewarisan dicapai melalui penyalinannya. Proses ini disebut "transkripsi". Dalam biologi, itu berarti membaca kode bagian gen dan mensintesis template untuk biosintesis protein berdasarkan itu.
Dasar molekuler dari transkripsi
Transkripsi adalah proses enzimatik yang didahului dengan "membongkar" molekul DNA dan menyediakan akses untuk membaca gen tertentu. Kemudian pada molekul DNA untai ganda padaPada bagian awal, ikatan hidrogen antara nukleotida terputus untuk 4 kadons. Mulai saat ini, fase inisiasi transkripsi dalam biologi dimulai, terkait dengan perlekatan DNA-dependent RNA polymerase ke makropolimer DNA.
Hasil alami dari inisiasi adalah sintesis tempat awal RNA pembawa pesan, dan segera setelah nukleotida komplementer pertama melekat padanya dan translokasi RNA polimerase yang bergantung pada DNA terjadi, kita harus membicarakan awalnya dari tahap elongasi. Esensinya direduksi menjadi pergerakan bertahap RNA polimerase yang bergantung pada DNA di sepanjang molekul DNA dalam arah 3`-5`, memotong ikatan hidrogen DNA di depan dan memulihkannya di belakang, serta menempelkan nukleotida komplementer ke pertumbuhan. rantai template RNA.
Enzim DNA-dependent RNA polymerase mengkatalisis penambahan nukleotida ke RNA, sementara sistem enzim lain bertanggung jawab untuk membaca, memisahkan ikatan hidrogen dan reduksinya. Semuanya terletak di tempat transkripsi berlangsung. Biologi memungkinkan Anda untuk menerapkan metode atom berlabel dan mengkonfirmasi fakta konsentrasi tertinggi mereka dalam inti sel.
Garis waktu transkripsi
Dalam kondisi laboratorium, para ilmuwan dari kelompok penelitian "Human Genome" berhasil mensintesis molekul DNA itu sendiri secara artifisial dan menyimpan kode genetik di dalamnya. Proses ini memakan waktu lebih dari 2 dekade, belum termasuk persiapan yang panjang. Sangat menarik betapa cepat proses ini berlangsung dalam sel hidup. Metode penelitian utamatranslasi dan transkripsi - biologi molekuler. Dan meskipun masih mengalami kesulitan terkait dengan ketidakmungkinan demonstrasi visual dari proses ini, ada beberapa bukti mengenai waktu biosintesis protein.
Secara khusus, proses "membongkar" informasi genetik dapat memakan waktu 16-48 jam, dan transkripsi gen yang diinginkan - sekitar 4-8 jam. Sintesis satu molekul protein kecil berdasarkan messenger RNA akan memakan waktu sekitar 4-24 jam, setelah itu tahap "pematangan" dimulai. Ini mengacu pada pengemasan protein secara spontan menjadi struktur sekunder dan kemudian menjadi struktur tersier. Jika protein memerlukan modifikasi pascasintetis, maka proses ini mungkin memakan waktu sekitar satu minggu atau lebih.
Struktur seluler, tempat terjadinya transkripsi dan translasi, sedang dipelajari secara lebih rinci dalam biologi. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk menghitung bahwa dalam sel eukariotik dengan sejumlah besar materi genetik, sintesis molekul insulin sederhana membutuhkan waktu sekitar 16 jam. Escherichia coli yang dimodifikasi secara genetik mampu mensintesis molekul seperti itu dalam 4 jam. Dalam kasus protein besar struktur tersier dan kuaterner, proses sintesis dan pembentukan akhir dapat memakan waktu sekitar 2 minggu.
Lokalisasi enzim transkripsi
Proses seperti transkripsi (dalam biologi) terjadi di tempat penyimpanan langsung informasi keturunan. Dalam sel eukariotik, ini adalah inti sel, dan dalam bentuk kehidupan pra-nuklir, itu adalah sitoplasma. enzim virusreverse transcriptase bekerja di inti sel yang terinfeksi. Pada saat yang sama, asam nukleat mitokondria, yang merupakan kumpulan gen, juga melalui tahap transkripsi. Dalam biologi dan genetika, sifat dari proses ini masih belum diketahui.
Tetapi fakta adanya penyakit mitokondria manusia yang diwarisi oleh keturunan menegaskan replikasi DNA, di mana transkripsi merupakan langkah yang diperlukan. Ini berarti bahwa proses seperti itu dapat terjadi di beberapa struktur seluler: pada eukariota, ini adalah mitokondria dan inti sel, dan pada prokariota, dalam sitoplasma dan plasmid.
Lokalisasi proses biosintesis
Lokasi terjadinya transkripsi dan translasi (dalam biologi) berbeda, karena sintesis molekul protein tidak dapat terjadi begitu saja di dalam inti sel. Perakitan struktur primer terjadi pada aparatus ribosom sel, yang sebagian besar terkonsentrasi di sitoplasma pada membran retikulum endoplasma kasar.
Sintesis dalam sel yang sangat berkembang, yang dibedakan dengan tingkat perakitan molekul protein baru yang tinggi, terjadi terutama pada poliribosom. Tetapi pada sel bakteri dan sel yang sangat terspesialisasi, biosintesis dapat dilanjutkan pada ribosom yang berbeda di dalam sitoplasma. Tubuh virus tidak memiliki aparatus dan organel sintetiknya sendiri, dan oleh karena itu mengeksploitasi struktur sel yang terinfeksi.
