Iniciácia je prvý krok, a teda príprava na preklad, transkripciu a replikáciu. Spoločne tieto fázy v podstate viesť na gen výraz. Iniciácia zohráva úlohu aj v patofyziológii s ohľadom na choroby ako napr rakovina.
Čo je zasvätenie?
Iniciácia je prvý krok, a teda príprava na preklad, transkripciu a replikáciu. Spoločne tieto fázy v podstate viesť na gen výraz. Preklad zahŕňa syntézu proteíny v bunkách živých organizmov pomocou kopírovanej genetickej informácie. Transkripcia je naopak syntéza RNA s použitím DNA ako templátu, ktorej výsledkom je RNA. Rovnako ako preklad, aj prepis je podstatnou súčasťou jazyka gen výraz. V rámci genetika, replikácia je produkcia kópií DNA. Každý z vyššie uvedených procesov pozostáva z niekoľkých fáz. Prvou fázou replikácie, translácie a transkripcie je iniciácia. Iniciácia je teda počiatočným procesom všetkých zložiek génovej expresie. Iniciácii zvyčajne predchádza výroba takzvaného preiniciačného komplexu. Iniciácie transkripcie, translácie a replikácie sa navzájom líšia povahou a účelom ich procesu. Fáza iniciácie sa navyše líši od formy života a podľa toho prebieha inak u eukaryotov ako u prokaryotov.
Funkcia a úloha
Na iniciáciu prekladu sa vytvorí komplex preiniciácie. Tento komplex sa skladá z takzvanej 40S podjednotky ribozómu a iniciátora tRNAMet. Obsahuje tiež GTP a iniciačné faktory. Kombinácia týchto prvkov rozpoznáva zrelú mRNA na 5 'konci, môže ju viazať a skúmať v následnom analytickom kroku zo smeru 5'3'. Tieto procesy prebiehajú dovtedy, kým vyšetrovací komplex nerozpozná takzvaný štartovací kodón alebo AUG. Po rozpoznaní tohto kodónu sa na neho viaže ribozomálna podjednotka 60S, čo spôsobí uvoľnenie iniciačných faktorov. Iba potom môže prebehnúť preklad mRNA v zmysle prekladu. U všetkých eukaryotov závisí krok transkripcie expresie génov tiež od preiniciačného komplexu pozostávajúceho z rôznych transkripčných faktorov. Medzi faktory zapojené do komplexu patria TFIIA, TFIID, TFIIB a TFIIF. Templát DNA sa privádza do katalytického centra RNA polymerázy, aby sa uľahčila tvorba počiatočnej fosfodiesterovej väzby. Skutočný prepis iniciuje iba tento krok. V iniciačnej fáze replikácie sa amplifikácia DNA opäť spustí zlomením dvojitej špirály DNA. Toto rozbitie sa deje v konkrétnom bode DNA a je realizované pomocou helikázy. Po značení primázou sa na rozbitú DNA viaže polymeráza. Na začiatku replikácie je špirálová DNA v bunke prítomná v neusporiadanom, kruhovom alebo lineárnom usporiadaní a je tiež skrútená. Aby sa mohla replikovať, musí sa najskôr odkrútiť eukaryotická DNA, čo vedie k zvýšenému skrúteniu dvojvlákien DNA. Počas iniciácie replikácie tiež dochádza k štiepeniu reťazcov DNA. Pre začatie replikačnej fázy je potrebný takzvaný počiatok replikácie, od ktorého závisí východiskový bod. V tomto počiatku vodík väzba medzi základy jednotlivých vlákien sa oddelí počas iniciácie. Po otvorení prameňov dôjde k primingu. Fragment RNA, tiež nazývaný primer, je pripojený k voľným jednoreťazcom pomocou RNA polymerázovej primázy. Tento komplex zodpovedá primozómu a je používaný DNA polymerázou ako „počiatočný štart“. Len čo DNA polymeráza začala syntézu druhého reťazca DNA, dopracuje sa k terminácii. Akákoľvek regulácia replikácie teda nastáva v iniciačnej fáze.
Choroby a poruchy
V patofyziológii hrá koncept zasvätenia úlohu predovšetkým v kontexte rakovina bunky. Iniciácia malígnych procesov je v zásade spôsobená vystavením škodlivým a mutanogénnym vplyvom. Genetické mechanizmy karcinogenézy zahŕňajú bodovú mutáciu, amplifikáciu, deléciu a preskupenie chromozómov. V tejto súvislosti je bodová mutácia variantom génovej mutácie, pri ktorej dochádza k výmene, pridaniu alebo nahradeniu špecifického nukleotidu v DNA. Bodovými mutáciami môžu byť následne substitúcie, prechody a prechody, inzercie alebo delécie. Bodová mutácia teda vedie k zmenám v génovom produkte v biosyntéze bielkovín. Amplifikácia zahŕňa bunkový proces alebo molekulárno-genetický postup na amplifikáciu nukleovej kyseliny, čo v prípade karcinogenézy vedie ku karcinogenéze. Delécie zase zodpovedajú strate segmentov DNA, čo môže zodpovedať strate jedinca základy alebo väčšie sekvencie báz v zmysle celých chromozómových segmentov. Keby len slobodný základy sú ovplyvnené, k delécii zvyčajne dochádza v súvislosti s bodovou mutáciou. Ak je celý chromozóm zmenený deléciou, použije sa výraz chromozomálna aberácia. Pokiaľ ide o karcinogenézu, vyššie uvedené procesy skúmajú vedci z hľadiska ich úlohy pri iniciovaní malígnych buniek. Cieľom týchto výskumných snáh je vyvinúť rôzne Opatrenia pre rakovina prevencia. V kontexte karcinogenézy teda predstavuje zahájenie prvý krok a v súhrne popisuje mutáciu, ktorú bunka podstupuje v dôsledku karcinogénu. Teoreticky je možné túto mutáciu eliminovať opravou DNA alebo eliminovať apoptózou (bunkovou smrťou). Avšak najmä u starších pacientov už mechanizmy opravy DNA nie sú dostatočne silné na to, aby mutáciu eliminovali. Karcinogénna mutácia je teda nevratná. V karcinogenéze je takáto mutácia vždy ovplyvnená génom, ktorý riadi bunkový cyklus a delenie buniek. Karcinogény sú genotoxické látky, ktoré stav malígna iniciácia a nevyhnutne spôsobiť mutáciu.
