ბიოლოგები ტერმინს "ტრანსკრიფცია" უწოდებენ მემკვიდრეობითი ინფორმაციის განხორციელების სპეციალურ ეტაპს, რომლის არსი მოდის გენის კითხვაზე და მასზე დამატებითი რნმ-ის მოლეკულის აგებაზე. ეს არის ფერმენტული პროცესი, რომელიც მოიცავს მრავალი ფერმენტის და ბიოლოგიური შუამავლის მუშაობას. ამავდროულად, გენის რეპლიკაციაზე პასუხისმგებელი ბიოკატალიზატორებისა და მექანიზმების უმეტესობა უცნობია მეცნიერებისთვის. ამის გამო, ჯერ კიდევ რჩება დეტალურად, თუ რა არის ტრანსკრიფცია (ბიოლოგიაში) მოლეკულურ დონეზე.
გენეტიკური ინფორმაციის რეალიზაცია
თანამედროვე მეცნიერება ტრანსკრიფციის, ისევე როგორც მემკვიდრეობითი ინფორმაციის გადაცემის შესახებ, კარგად არ არის ცნობილი. მონაცემების უმეტესობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ცილების ბიოსინთეზის საფეხურების თანმიმდევრობით, რაც შესაძლებელს ხდის გენის ექსპრესიის მექანიზმის გაგებას. პროტეინის სინთეზი არის მემკვიდრეობითი ინფორმაციის რეალიზაციის მაგალითი, რადგან გენი შიფრავს მის პირველად სტრუქტურას. ყველა ცილის მოლეკულისთვის, იქნება ეს სტრუქტურული ცილა, ფერმენტი ანშუამავალი, არის პირველადი ამინომჟავების თანმიმდევრობა დაფიქსირებული გენებში.
როგორც კი ხდება ამ ცილის ხელახალი სინთეზის აუცილებლობა, იწყება დნმ-ის „ამოხსნის“პროცესი და სასურველი გენის კოდის წაკითხვა, რის შემდეგაც ხდება ტრანსკრიფცია. ბიოლოგიაში, ასეთი პროცესის სქემა შედგება სამი ეტაპისგან, პირობითად გამოვლენილი: დაწყება, გახანგრძლივება, დასრულება. თუმცა ექსპერიმენტის დროს მათზე დაკვირვებისთვის კონკრეტული პირობების შექმნა ჯერჯერობით შეუძლებელია. ეს არის საკმაოდ თეორიული გამოთვლები, რომლებიც საშუალებას იძლევა უკეთ გავიგოთ ფერმენტული სისტემების მონაწილეობა გენის რნმ შაბლონზე კოპირების პროცესში. ტრანსკრიფცია არის რნმ-ის სინთეზის პროცესი, რომელიც დაფუძნებულია დნმ-ის დესპირალიზებულ 3'-5'-ჯაჭვზე.
ტრანსკრიფციის მექანიზმი
შეგიძლიათ გაიგოთ, რა არის ტრანსკრიფცია (ბიოლოგიაში) მესინჯერ რნმ-ის სინთეზის მაგალითის გამოყენებით. იგი იწყება გენის „განთავისუფლებით“და დნმ-ის მოლეკულის სტრუქტურის გასწორებით. ბირთვში მემკვიდრეობითი ინფორმაცია განლაგებულია შედედებულ ქრომატინში და არააქტიური გენები კომპაქტურად „შეფუთულია“ჰეტეროქრომატინში. მისი დესპირალიზაცია საშუალებას იძლევა სასურველი გენი გამოთავისუფლდეს და ხელმისაწვდომი გახდეს წასაკითხად. შემდეგ სპეციალური ფერმენტი ყოფს ორჯაჭვიან დნმ-ს ორ ჯაჭვად, რის შემდეგაც იკითხება 3'-5'-ჯაჭვიანი კოდი.
ამ მომენტიდან იწყება თავად ტრანსკრიფციის პერიოდი. ფერმენტი დნმ-დამოკიდებული რნმ პოლიმერაზა აგროვებს რნმ-ის საწყის ნაწილს, რომელსაც პირველი ნუკლეოტიდი ერთვის, დამატებით.დნმ-ის შაბლონის რეგიონის 3'-5'-ჯაჭვა. გარდა ამისა, ყალიბდება რნმ-ის ჯაჭვი, რომელიც გრძელდება რამდენიმე საათის განმავლობაში.
ტრანსკრიპციის მნიშვნელობა ბიოლოგიაში ენიჭება არა მხოლოდ რნმ-ის სინთეზის დაწყებას, არამედ მის შეწყვეტას. გენის ტერმინალური უბნის მიღწევა იწვევს კითხვის შეწყვეტას და იწვევს ფერმენტული პროცესის დაწყებას, რომელიც მიზნად ისახავს დნმ-ზე დამოკიდებული რნმ პოლიმერაზას დნმ-ის მოლეკულიდან გამოყოფას. დნმ-ის დაყოფილი მონაკვეთი მთლიანად "ჯვარედინი კავშირშია". გარდა ამისა, ტრანსკრიფციის დროს მუშაობს ფერმენტული სისტემები, რომლებიც „ამოწმებენ“ნუკლეოტიდების დამატების სისწორეს და, თუ სინთეზის შეცდომები მოხდა, „აჭრიან“არასაჭირო მონაკვეთებს. ამ პროცესების გაგება საშუალებას გვაძლევს ვუპასუხოთ კითხვას, რა არის ტრანსკრიფცია ბიოლოგიაში და როგორ რეგულირდება იგი.
შებრუნებული ტრანსკრიფცია
ტრანსკრიფცია არის გენეტიკური ინფორმაციის გადაცემის ძირითადი უნივერსალური მექანიზმი ერთი მატარებლიდან მეორეზე, მაგალითად, დნმ-დან რნმ-ში, როგორც ეს ხდება ევკარიოტულ უჯრედებში. თუმცა, ზოგიერთ ვირუსში გენის გადაცემის თანმიმდევრობა შეიძლება შეიცვალოს, ანუ კოდი იკითხება რნმ-დან ერთჯაჭვიან დნმ-მდე. ამ პროცესს უწოდებენ საპირისპირო ტრანსკრიფციას და მიზანშეწონილია განვიხილოთ ადამიანის აივ ვირუსით ინფექციის მაგალითი.
შებრუნებული ტრანსკრიფციის სქემა ჰგავს ვირუსის უჯრედში შეყვანას და მის რნმ-ზე დაფუძნებული დნმ-ის შემდგომ სინთეზს ფერმენტის უკუ ტრანსკრიპტაზას (რევერტაზას) გამოყენებით. ეს ბიოკატალიზატორი თავდაპირველად იმყოფება ვირუსულ სხეულში და აქტიურდება, როდესაც ის შედის ადამიანის უჯრედში. Ეს საშუალებას იძლევადნმ-ის მოლეკულის სინთეზირება ადამიანის უჯრედებში ნაპოვნი ნუკლეოტიდების გენეტიკური ინფორმაციით. საპირისპირო ტრანსკრიფციის წარმატებით დასრულების შედეგია დნმ-ის მოლეკულის წარმოება, რომელიც ინტეგრაზას ფერმენტის მეშვეობით შეჰყავთ უჯრედის დნმ-ში და ახდენს მას მოდიფიცირებას.
ტრანსკრიფციის მნიშვნელობა გენური ინჟინერიაში
მნიშვნელოვანია, რომ ბიოლოგიაში ამგვარი საპირისპირო ტრანსკრიფცია სამ მნიშვნელოვან დასკვნამდე მივყავართ. პირველი, რომ ვირუსები ფილოგენეტიკური თვალსაზრისით გაცილებით მაღალი უნდა იყოს, ვიდრე ერთუჯრედიანი სიცოცხლის ფორმები. მეორეც, ეს არის დნმ-ის სტაბილური ერთჯაჭვიანი მოლეკულის არსებობის მტკიცებულება. ადრე არსებობდა მოსაზრება, რომ დნმ შეიძლება არსებობდეს დიდი ხნის განმავლობაში მხოლოდ ორჯაჭვიანი სტრუქტურის სახით.
მესამე, ვინაიდან ვირუსს არ სჭირდება ინფორმაცია მისი გენების შესახებ ინფიცირებული ორგანიზმის უჯრედების დნმ-ში ინტეგრირებისთვის, შეიძლება დადასტურდეს, რომ თვითნებური გენები შეიძლება შევიდეს ნებისმიერი ორგანიზმის გენეტიკურ კოდში საპირისპირო გზით. ტრანსკრიფცია. ეს უკანასკნელი დასკვნა იძლევა ვირუსების, როგორც გენეტიკური ინჟინერიის ინსტრუმენტების გამოყენებას ბაქტერიების გენომში გარკვეული გენების ჩასართავად.
