V biológii proces transkripcie zahŕňa replikáciu segmentu reťazca DNA do reťazca mediálnej RNA (mRNA). MRNA potom obsahuje sekvenciu nukleových báz komplementárnu s fragmentom DNA. Následná transkripcia nastáva v jadre u všetkých eukaryotov, vrátane ľudí, zatiaľ čo následná translácia, translácia mRNA na konkrétny proteín v cytoplazme, nastáva ribozómy.
Čo je to prepis?
V biológii proces transkripcie zahrnuje proces replikácie segmentu reťazca DNA do reťazca mRNA (messenger RNA). Prepisový proces predstavuje prvý stupeň premeny genetickej informácie na proteíny. Na rozdiel od replikácie nezahŕňa produkciu kópie celého genómu, ale vždy iba špecifické segmenty reťazca DNA. V špecifickej časti reťazca DNA sa väzba k jeho doplnkovému podreťazcu v dvojitej špirále najskôr rozbije elimináciou vodík dlhopisy. V oblasti, ktorá sa má kopírovať, sa vytvorí nový komplementárny podreťazec pridaním voľných nukleotidov RNA, ktoré však pozostáva z ribonukleových kyseliny a nie deoxyribonukleových kyselín ako v DNA. Výsledný fragment RNA je účinnou pracovnou kópiou fragmentu DNA a nazýva sa messenger RNA (mRNA). MRNA, ktorá sa vytvára vo vnútri jadra, sa štiepi z DNA a transportuje sa cez jadrovú membránu do cytosolu, kde trvá translácia, premena kodónov RNA na zodpovedajúcu aminokyselinovú sekvenciu, tj. Syntéza proteínu miesto. Tri sekvencie (triplety) nukleovej základy na mRNA, nazývanej kodóny, každý určuje jednu aminokyselinu. Podľa sekvencie kodónov mRNA zodpovedajúce aminokyseliny sú spojené prostredníctvom peptidových väzieb za vzniku polypeptidov a proteíny.
Funkcia a úloha
V biológii transkripcia spĺňa prvý z dvoch hlavných procesov, ktoré prevádzajú genetické informácie, dostupné ako sekvencie nukleovej DNA základy, do syntézy proteíny. Genetická informácia pozostáva z troch sekvencií, nazývaných triplety alebo kodóny, z ktorých každá predstavuje aminokyselinu, aj keď niektoré aminokyseliny môžu byť definované rôznymi kodónmi. Funkciou transkripcie je produkcia vlákna mRNA, ktorého nukleová molekula základy - v tomto prípade ribonukleové bázy a nie deoxyribonukleové bázy - zodpovedajú komplementárnemu vzoru exprimovaného segmentu DNA. Vytvorená mRNA teda zodpovedá druhu negatívneho templátu exprimovaného gen segment, ktorý sa môže použiť na jednorazovú syntézu kódovaného proteínu a potom recyklovať. Druhým hlavným procesom premeny genetickej informácie na konkrétne proteíny je translácia, v priebehu ktorej aminokyseliny sú naviazané dohromady na vytvorenie proteínov podľa kódovania mRNA a spojené peptidicky. Prepis umožňuje selektívne čítanie a transport genetických informácií z jadra do cytosolu vo forme komplementárnych kópií a nezávisle na zodpovedajúcom segmente DNA tvorbu proteínov. Jednou z výhod transkripcie je, že je možné exprimovať časti jedného reťazca DNA za vzniku mRNA bez toho, aby ste museli vystaviť celý gen na neustále zmeny fyziologického prostredia, a tým riskujú mutáciu alebo inú zmenu svojich vlastností. Ďalšou výhodou transkripcie je takzvaný zostrih a ďalšie typy spracovania mRNA. MRNA sa najskôr zbaví takzvaných intrónov, nefunkčných kodónov, ktoré nekódujú amino kyselinyprocesom spájania. Okrem toho môžu byť adenínové nukleotidy pridané k mRNA pomocou enzýmu poly (A) polymerázy. U ľudí, rovnako ako u iných cicavcov, sa tento prívesok, ktorý sa nazýva poly (A) chvost, skladá z asi 250 nukleotidov. Poly (A) koniec sa skracuje so starnutím molekuly mRNA a určuje jej biologický polčas. Aj keď nie sú všetky funkcie a úlohy poly (A) chvosta dostatočne známe, javí sa prinajmenšom isté, že chráni molekulu mRNA pred degradáciou a zlepšuje konvertibilitu (preložiteľnosť) na proteín.
Choroby a choroby
Podobne ako pri delení buniek, kde môže dôjsť k chybám pri replikácii genómu, najbežnejším problémom spojeným s transkripciou je „chyba kopírovania“. Buď je kodón „zabudnutý“ počas syntézy mRNA, alebo sa pre konkrétny kodón DNA vytvorí nesprávny kodón mRNA. Odhaduje sa, že k takejto chybe kopírovania dôjde asi u jedného z tisíc kópií. V obidvoch prípadoch sa syntetizuje proteín, ktorý integruje nezamýšľanú aminokyselinu aspoň do jedného miesta. Spektrum účinkov sa pohybuje od „nepostrehnuteľného“ po úplné zlyhanie syntetizovaného proteínu. Ak gen mutácia nastáva počas replikácie alebo kvôli iným okolnostiam, je mutovaná sekvencia nukleovej bázy transkribovaná, pretože proces transkripcie nezahŕňa kontrolu „správnosti“ kodónov. Telo má však odlišný mechanizmus opravy DNA, ktorý zahŕňa viac ako 100 génov u ľudí. Mechanizmus spočíva v sofistikovanom systéme okamžitej opravy génovej mutácie alebo nahradenia poškodenej sekvencie nukleovej bázy alebo minimalizácie účinkov, ak sú vylúčené prvé dve možnosti. Skutočnosť, že transkripcia prebieha bez predchádzajúceho testovania génov, nesie riziko, že transkripcia môže byť tiež zapojená do šírenia vírusy, ak vírusy vnesú do hostiteľskej bunky svoju vlastnú DNA a replikáciou alebo transkripciou spôsobia, že hostiteľská bunka replikuje genóm vírusov alebo ich časti. Tie potom môžu spôsobiť zodpovedajúce ochorenie. Platí to v zásade pre všetky typy vírusy.