Genetika

Transkripsi DNA

4292
1260
Domingo Gutkowski

Apa itu transkripsi DNA?

Itu Transkripsi DNA Ini adalah proses di mana informasi yang terkandung dalam asam deoksiribonukleat disalin dalam bentuk molekul yang sama, RNA, baik sebagai langkah sebelumnya untuk sintesis protein atau untuk pembentukan molekul RNA yang berpartisipasi dalam beberapa proses seluler dari sangat penting (regulasi ekspresi genetik, pensinyalan, dll.).

Meskipun tidak benar bahwa semua gen dari suatu organisme mengkode protein, itu adalah bahwa semua protein sel, baik eukariotik atau prokariota, dikodekan oleh satu atau lebih gen, di mana setiap asam amino diwakili oleh satu set tiga DNA pangkalan (kodon).

Pemrosesan gen eukariotik (Sumber: Leonid 2/cc BY-SA (https: // CreationCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Sintesis rantai polipeptida milik protein sel apa pun terjadi berkat dua proses mendasar: transkripsi dan terjemahan; keduanya sangat diatur, karena ini adalah dua proses yang sangat penting untuk berfungsinya organisme hidup.

Apa itu transkripsi DNA?

Transkripsi menyiratkan pembentukan "cetakan" molekul RNA yang dikenal sebagai "messenger RNA" (RNM) dari urutan "pola" yang dikodekan di wilayah DNA yang sesuai dengan gen yang harus ditranskripsi.

Proses ini dilakukan dengan enzim yang disebut RNA polimerase, yang mengenali tempat -tempat khusus dalam urutan DNA, mengikat ini, membuka untaian DNA dan mensintesis molekul RNA menggunakan salah satu untai DNA komplementer ini seperti jamur atau pola, sampai Anda bertemu Urutan khusus penahanan lainnya.

Terjemahan, di sisi lain, adalah proses di mana sintesis protein terjadi. Ini terdiri dari "bacaan" dari informasi yang terkandung dalam RNM yang ditranskripsi dari gen, dalam "terjemahan" kodon DNA dalam asam amino dan dalam pembentukan rantai polipeptida.

Terjemahan dari urutan nukleotida mRNA dilakukan oleh enzim yang dikenal sebagai sintetis aminoasil-ant, berkat partisipasi molekul RNA lain yang dikenal sebagai "transfer RNA" (ARNT), yang merupakan antikodon dari kodon yang terkandung dalam RNM, yang merupakan salinan yang setia dari urutan DNA dari suatu gen.

Transkripsi dalam eukariota (proses)

Selama transkripsi dalam eukariota, DNA digunakan sebagai cetakan untuk membuat untaian RNA messenger dengan bantuan enzim RNA polimerase RNA

Dalam sel eukariotik, proses transkripsi terjadi di dalam nukleus, yang merupakan organel intraseluler utama di mana DNA terkandung dalam kromosom. Mulailah dengan "salinan" daerah pengkodean gen yang ditranskripsi dalam molekul pita sederhana yang dikenal sebagai Messenger RNA (RNM).

Karena DNA dibatasi dalam organel ini, molekul mRNM berfungsi sebagai perantara atau transporter dalam transmisi pesan genetik dari nukleus ke sitosol, di mana terjemahan RNA terjadi dan semua mesin biosintesis untuk sintesis protein terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomasesis terjadi (ribosomasomasomaseis ).

Apa itu gen eukaryot?

Suatu gen terdiri dari urutan DNA yang karakteristiknya menentukan fungsinya, karena urutan nukleotida dalam urutan tersebut adalah yang mengkondisikan transkripsi dan terjemahan selanjutnya (dalam kasus mereka yang mengkode protein).

Dapat melayani Anda: apa saja cabang genetika?

Ketika suatu gen ditranskripsikan, yaitu, ketika informasi Anda disalin dalam bentuk RNA, hasilnya dapat berupa RNA (RNANC) yang tidak ada kode, yang memiliki fungsi langsung dalam regulasi ekspresi genetik, dalam papan nama sel, dll., Atau bisa menjadi RNA messenger (RNM), yang kemudian akan diterjemahkan ke dalam urutan asam amino dalam peptida.

Representasi struktur gen eukariotik.Org/lisensi/oleh/4.0) Via Wikimedia Commons)

Bahwa gen memiliki produk fungsional dalam bentuk RNA atau protein tergantung pada elemen atau daerah tertentu yang ada dalam urutannya.

Gen, eukariota atau prokariota, memiliki dua untaian DNA, yang dikenal sebagai "indera" dan "antiscentid" lainnya. Enzim yang bertanggung jawab atas transkripsi urutan ini "membaca" hanya satu dari dua untai, biasanya untai "indera" atau "pengkodean", yang memiliki "arah" 5'-3 '.

Setiap gen memiliki urutan peraturan di ujungnya:

Jika urutan sebelum wilayah pengkodean (yang akan ditranskripsi) dikenal sebagai "promotor".
Jika mereka dipisahkan oleh banyak kilobase, ini bisa "peredam" atau "ditingkatkan".
Urutan -urutan yang lebih dekat ke wilayah 3 'gen biasanya adalah terminator, yang menunjukkan polimerase yang harus dihentikan dan menyelesaikan transkripsi (atau replikasi, sesuai kasusnya).

Wilayah promotor dibagi menjadi distal dan proksimal, sesuai dengan kedekatannya dengan wilayah pengkodean. Itu berada di ujung 5 'gen dan situs yang mengenali Enzima RNA polimerase dan protein lainnya untuk memulai transkripsi DNA ke RNA.

Di bagian proksimal dari wilayah promotor, faktor transkripsi dapat bergabung, yang memiliki kemampuan untuk memodifikasi afinitas enzim ke urutan yang akan ditranskripsikan, sehingga mereka positif atau diatur secara negatif oleh transkripsi gen dari gen.

Daerah peningkatan dan peredam juga bertanggung jawab untuk mengatur transkripsi genetik dengan memodifikasi "aktivitas" daerah yang mempromosikan oleh persatuan mereka dengan elemen pengaktif atau represor "hulu" dari urutan pengkodean gen tersebut.

Dikatakan bahwa gen eukariotik selalu "dimatikan" atau "ditekan" secara default, sehingga mereka membutuhkan aktivasi mereka melalui elemen promosi untuk mengekspresikan diri (ditranskripsikan).

Yang bertanggung jawab atas transkripsi?

Apa pun tubuhnya, transkripsi dilakukan oleh sekelompok enzim yang disebut polimerase RNA, yang mirip dengan enzim yang bertanggung jawab dari replikasi DNA ketika sel harus dibagi, rantai RNA mengkhususkan diri dalam sintesis rantai RNA RNA Dari salah satu untai DNA gen yang ditranskripsi.

RNA polimerase adalah kompleks enzimatik besar yang terdiri dari banyak subunit. Ada berbagai jenis:

RNA Polymerase I (Pol I): yang menyalin gen yang mengkode subunit ribosom "besar".
RNA Polymerase II (Pol II): yang menyalin gen pengkode protein dan menghasilkan ARN mikro.
RNA Polymerase III (Pol III): yang menghasilkan RNA transfer yang digunakan selama terjemahan dan juga RNA yang sesuai dengan subunit kecil ribosom.
RNA Polymerase IV dan V (Pol IV dan Pol V): Mereka adalah tipikal tanaman dan bertanggung jawab untuk transkripsi RNA gangguan kecil.

Apa prosesnya?

Transkripsi gen eukariotik (Sumber: Erinp.5000/cc by-sa (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0) Via Wikimedia Commons)

Transkripsi genetik adalah proses yang dapat dipelajari sebagai dibagi menjadi tiga fase: inisiasi, perpanjangan dan penghentian.

Dapat melayani Anda: pseudogenes

Inisiasi

Selama inisiasi, wilayah promotor yang mempromosikan pekerjaan gen sebagai tempat pengakuan untuk RNA polimerase. Di sinilah sebagian besar ekspresi genetik dikendalikan

RNA polimerase (kami memberikan contoh pada RNA polimerase II) bergabung dengan urutan wilayah promotor, yang terdiri dari bagian 6 hingga 10 pasangan basa di ujung gen 5 ', biasanya sekitar 35 pasang pangkalan dari The Situs awal transkripsi.

Persatuan RNA polimerase mengarah ke "pembukaan" baling -baling ganda DNA, memisahkan untaian pelengkap. Sintesis RNA dimulai di situs yang dikenal sebagai "situs inisiasi" dan terjadi di alamat 5'-3, yaitu, "hilir" atau dari kiri ke kanan (berdasarkan konvensi).

Inisiasi transkripsi yang dimediasi oleh RNA polimerase tergantung pada keberadaan faktor transkripsi protein yang secara bersamaan yang dikenal sebagai faktor transkripsi umum, yang berkontribusi pada "lokasi" enzim di wilayah promotor.

Setelah enzim mulai polimerisasi, ini "terpisah" dari urutan promotor dan faktor transkripsi umum.

Pemanjangan

Selama perpanjangan PNAL polimerase meluncur melalui rantai yang berfungsi sebagai cetakan

Ini terjadi karena RNA polimerase adalah "bergerak" di sepanjang urutan DNA dan menambah RNA yang tumbuh ribonukleotida komplementer dengan untai DNA yang berfungsi sebagai "jamur". Saat RNA polimerase "melewati" melalui untai DNA, ia bergabung dengan untai antiscentide -nya.

The polymerization carried out by RNA polymerase consists of nucleophilic attacks of oxygen in position 3 'of the increasing RNA chain to the “alpha” phosphate of the next nucleotid precursor that will be added, with the consequent formation of phosphodiéster bonds and the release of a molekul pirofosfat (PPI).

Set yang terdiri dari untai DNA, RNA polimerase dan benang RNA yang baru lahir dikenal sebagai gelembung atau kompleks transkripsi.

Penghentian

Ketika RNA polimerase mencapai daerah terminal gen, messenger transkripsi selesai. Kemudian RNA polyrase, rantai DNA dan RNA messenger transkripsi dipisahkan

Pengakhiran berlangsung ketika polimerase mencapai urutan terminasi, yang secara logis terletak "hilir" dari situs inisiasi transkripsi. Saat ini terjadi, enzim dan RNA yang disintesis "mati" dari urutan DNA yang ditranskripsi.

Wilayah terminasi biasanya terdiri dari urutan DNA yang mampu "melipat" pada dirinya sendiri, membentuk struktur "loop garpu" (bahasa Inggris Loop Hairpin).

Setelah penghentian, untai RNA yang disintesis dikenal sebagai transkripsi primer, yang dilepaskan dari kompleks transkripsi, setelah itu atau tidak dapat atau mungkin dituntut pasca -transkripsi (sebelum terjemahan proteinnya, jika perlu) melalui proses yang disebut " Corte dan empalme ".

Transkripsi dalam Procariota (Proses)

Karena sel prokariotik tidak memiliki inti yang dibungkus oleh membran, transkripsi terjadi pada sitosol, di wilayah "nuklir" secara khusus, di mana DNA kromosom terkonsentrasi (bakteri memiliki kromosom melingkar).

Dapat melayani Anda: isochromosome: definisi, asal, patologi terkait

Dengan cara ini, peningkatan konsentrasi sitosol dari protein yang diberikan secara substansial lebih cepat pada prokariota daripada pada eukariota, karena proses transkripsi dan terjemahan terjadi di kompartemen yang sama.

Bagaimana prokariota?

Lembaga prokariotik memiliki gen yang sangat mirip dengan eukariota: yang pertama juga menggunakan daerah promosi dan peraturan untuk transkripsi, meskipun perbedaan penting berkaitan dengan fakta bahwa wilayah promosi sering cukup untuk mencapai ekspresi "kuat" dari gen tersebut.

Dalam hal ini, penting untuk menyebutkan bahwa, secara umum, prokariota selalu "terbakar" secara default.

Wilayah promotor dikaitkan dengan wilayah lain, biasanya "hulu", yang diatur oleh molekul represif dan dikenal sebagai "wilayah operasi".

Representasi struktur gen prokariotik.Org/lisensi/oleh/4.0) Via Wikimedia Commons)

A difference in transcription between prokaryotes and eukaryotes is that normally the eukaryotic messengers are monocistronics, that is, each one contains the information to synthesize a single protein, while in the prokaryotes they can be monocistronics or polystonic, where only one RNM can contain information for dua atau lebih protein.

Dengan demikian, diketahui bahwa gen prokariotik yang dikodifikasi untuk protein dengan fungsi metabolisme yang serupa, misalnya, ditemukan dalam kelompok yang dikenal sebagai operon, yang secara bersamaan ditranskripsi dalam bentuk molekul tunggal RNA messenger RNA.

Gen prokariotik dikemas padat, tanpa banyak daerah yang tidak ada kode di antara mereka, jadi setelah ditranskripsi dalam molekul RNA linier utusan, mereka dapat diterjemahkan ke dalam protein segera (eukariotik yang sering dibutuhkan pemrosesan selanjutnya).

Apa itu RNA prokariotik polimerase?

Organisme prokariotik seperti bakteri, misalnya, menggunakan enzim RNA polimerase yang sama untuk menyalin semua gen mereka, yaitu mereka yang mengkodekan subunit ribosom dan mereka yang mengkodekan protein sel yang berbeda.

Di bakteri DAN. coli RNA polimerase terdiri dari 5 subunit polipeptida, dua di antaranya identik. Subunitas α, α, β, β 'terdiri dari bagian tengah enzim dan dirakit dan de -lab selama setiap peristiwa transkripsi.

Subunit α adalah yang memungkinkan penyatuan antara DNA dan enzim; Subunit β berikatan dengan tryfosfat ribonukleotida yang akan dipolimerisasi sesuai dengan jamur DNA dalam molekul mRNA yang meningkat dan subunit β yang berikatan dengan untaian cetakan tersebut tersebut.

Subunit kelima, dikenal sebagai σ berpartisipasi dalam inisiasi transkripsi dan merupakan yang memberikan spesifisitas pada polimerase.