Les biologistes appellent le terme « transcription » une étape particulière de la mise en œuvre de l'information héréditaire, dont l'essence revient à lire un gène et à lui construire une molécule d'ARN complémentaire. C'est un processus enzymatique impliquant le travail de nombreuses enzymes et médiateurs biologiques. Dans le même temps, la plupart des biocatalyseurs et des mécanismes responsables du déclenchement de la réplication des gènes sont inconnus de la science. Pour cette raison, il reste à voir en détail ce qu'est la transcription (en biologie) au niveau moléculaire.
Réalisation de l'information génétique
La science moderne sur la transcription, ainsi que sur la transmission des informations héréditaires, n'est pas bien connue. La plupart des données peuvent être représentées comme une séquence d'étapes de la biosynthèse des protéines, ce qui permet de comprendre le mécanisme de l'expression des gènes. La synthèse protéique est un exemple de réalisation de l'information héréditaire, puisque le gène code sa structure primaire. Pour chaque molécule de protéine, qu'il s'agisse d'une protéine structurale, d'une enzyme oumédiateur, il existe une séquence primaire d'acides aminés enregistrée dans les gènes.
Dès qu'il devient nécessaire de re-synthétiser cette protéine, le processus de "déballage" de l'ADN et de lecture du code du gène souhaité commence, après quoi la transcription se produit. En biologie, le schéma d'un tel processus comporte trois étapes, classiquement identifiées: initiation, élongation, terminaison. Cependant, il n'est pas encore possible de créer des conditions spécifiques pour leur observation au cours de l'expérience. Ce sont des calculs plutôt théoriques qui permettent de mieux comprendre la participation des systèmes enzymatiques dans le processus de copie d'un gène sur une matrice d'ARN. À la base, la transcription est le processus de synthèse d'ARN basé sur le brin 3'-5' déspiralisé de l'ADN.
Mécanisme de transcription
Vous pouvez comprendre ce qu'est la transcription (en biologie) en utilisant l'exemple de la synthèse d'ARN messager. Cela commence par la "libération" du gène et l'alignement de la structure de la molécule d'ADN. Dans le noyau, l'information héréditaire est située dans la chromatine condensée et les gènes inactifs sont "regroupés" de manière compacte dans l'hétérochromatine. Sa déspiralisation permet de libérer le gène recherché et de le rendre disponible pour la lecture. Ensuite, une enzyme spéciale divise l'ADN double brin en deux brins, après quoi le code brin 3'-5' est lu.
À partir de ce moment, la période de transcription proprement dite commence. L'enzyme ARN polymérase dépendante de l'ADN assemble la section de départ de l'ARN, à laquelle le premier nucléotide est attaché, complémentaireBrin 3'-5' de la région matrice d'ADN. De plus, la chaîne d'ARN s'accumule, ce qui dure plusieurs heures.
L'importance de la transcription en biologie est donnée non seulement à l'initiation de la synthèse d'ARN, mais aussi à sa terminaison. L'atteinte de la région terminale du gène initie l'arrêt de la lecture et conduit au lancement d'un processus enzymatique visant à détacher l'ARN polymérase ADN-dépendante de la molécule d'ADN. La section divisée de l'ADN est complètement "réticulée". De plus, lors de la transcription, des systèmes enzymatiques fonctionnent pour «vérifier» l'exactitude de l'ajout de nucléotides et, si des erreurs de synthèse se produisent, «découper» les sections inutiles. Comprendre ces processus nous permet de répondre à la question de savoir ce qu'est la transcription en biologie et comment elle est régulée.
Transcription inversée
La transcription est le mécanisme universel de base pour transférer l'information génétique d'un porteur à un autre, par exemple de l'ADN à l'ARN, comme cela se produit dans les cellules eucaryotes. Cependant, dans certains virus, la séquence de transfert de gène peut être inversée, c'est-à-dire que le code est lu de l'ARN à l'ADN simple brin. Ce processus est appelé transcription inverse, et il convient de considérer l'exemple de l'infection humaine par le virus VIH.
Le schéma de transcription inverse ressemble à l'introduction d'un virus dans la cellule et à la synthèse ultérieure d'ADN à partir de son ARN à l'aide de l'enzyme transcriptase inverse (révertase). Ce biocatalyseur est initialement présent dans le corps viral et est activé lorsqu'il pénètre dans la cellule humaine. Il permetsynthétiser une molécule d'ADN avec des informations génétiques à partir de nucléotides trouvés dans les cellules humaines. Le résultat de la réussite de la transcription inverse est la production d'une molécule d'ADN qui, par l'intermédiaire de l'enzyme intégrase, est introduite dans l'ADN de la cellule et le modifie.
L'importance de la transcription dans le génie génétique
Il est important de noter que ce type de transcription inverse en biologie conduit à trois conclusions importantes. Premièrement, que les virus en termes phylogénétiques devraient être beaucoup plus élevés que les formes de vie unicellulaires. Deuxièmement, c'est la preuve de la possibilité de l'existence d'une molécule d'ADN simple brin stable. Auparavant, il y avait une opinion selon laquelle l'ADN ne peut exister pendant longtemps que sous la forme d'une structure à double brin.
Troisièmement, puisqu'un virus n'a pas besoin d'informations sur ses gènes pour s'intégrer dans l'ADN des cellules d'un organisme infecté, il peut être prouvé que des gènes arbitraires peuvent être introduits dans le code génétique de n'importe quel organisme par voie inverse. transcription. Cette dernière conclusion permet d'utiliser les virus comme outils de génie génétique pour intégrer certains gènes dans le génome des bactéries.
