Comprendre les fondements fondamentaux de l'existence de la vie est impossible sans une compréhension claire de la transmission de l'information héréditaire et de sa mise en œuvre. Le stockage des gènes du corps est réalisé par le biais de chromosomes, dans lesquels différentes sections d'ADN sont conditionnées, codant pour la séquence primaire d'acides aminés d'une certaine protéine. Et la mise en œuvre de l'information génétique et sa transmission par héritage se fait par sa copie. Ce processus est appelé "transcription". En biologie, cela signifie lire le code d'une section de gène et synthétiser un modèle pour la biosynthèse des protéines à partir de celui-ci.
Base moléculaire de la transcription
La transcription est un processus enzymatique qui est précédé du "décompactage" d'une molécule d'ADN et qui permet d'accéder à la lecture d'un gène spécifique. Ensuite, dans la molécule d'ADN double brin surDans la section initiale, les liaisons hydrogène entre les nucléotides sont rompues pour 4 kadons. A partir de ce moment, commence la phase d'initiation de la transcription en biologie, associée à la fixation de l'ARN polymérase ADN-dépendante sur le macropolymère d'ADN.
Le résultat naturel de l'initiation est la synthèse du site de départ de l'ARN messager, et dès que le premier nucléotide complémentaire y est attaché et que la translocation de l'ARN polymérase dépendante de l'ADN se produit, il faut parler du début de la phase d'allongement. Son essence est réduite au mouvement progressif de l'ARN polymérase ADN-dépendante le long de la molécule d'ADN dans la direction 3'-5', coupant les liaisons hydrogène de l'ADN devant et les restaurant derrière, ainsi que la fixation d'un nucléotide complémentaire à la croissance chaîne de la matrice d'ARN.
Enzyme L'ARN polymérase dépendante de l'ADN catalyse l'addition d'un nucléotide à l'ARN, tandis que d'autres systèmes enzymatiques sont responsables de la lecture, de la séparation des liaisons hydrogène et de leur réduction. Tous sont situés à l'endroit où la transcription a lieu. La biologie vous permet d'appliquer la méthode des atomes marqués et de confirmer le fait de leur concentration la plus élevée dans les noyaux des cellules.
Chronologie de transcription
Dans des conditions de laboratoire, les scientifiques du groupe de recherche "Human Genome" ont réussi à synthétiser artificiellement la molécule d'ADN elle-même et à y enregistrer le code génétique. Ce processus a pris plus de 2 décennies, sans compter la longue préparation. Il est intéressant de voir à quelle vitesse ces processus se déroulent dans une cellule vivante. Principale méthode de recherchetraduction et transcription - biologie moléculaire. Et bien qu'il éprouve toujours des difficultés liées à l'impossibilité d'une démonstration visuelle de ces processus, il existe des preuves concernant le temps de biosynthèse des protéines.
En particulier, le processus de "déballage" de l'information génétique peut prendre 16 à 48 heures, et la transcription du gène souhaité - environ 4 à 8 heures. La synthèse d'une petite molécule de protéine à base d'ARN messager prendra environ 4 à 24 heures, après quoi commence l'étape de sa «maturation». Cela fait référence à l'emballage auto-spontané d'une protéine dans une structure secondaire puis dans une structure tertiaire. Si la protéine nécessite une modification post-synthétique, ce processus peut prendre environ une semaine ou plus.
Les structures cellulaires, où se produisent la transcription et la traduction, sont étudiées de plus en plus en détail en biologie. Dans le même temps, il a été possible de calculer que dans les cellules eucaryotes dotées d'un large ensemble de matériel génétique, la synthèse d'une simple molécule d'insuline prend environ 16 heures. Escherichia coli génétiquement modifié est capable de synthétiser une telle molécule en 4 heures. Dans le cas de grandes protéines de structure tertiaire et quaternaire, le processus de leur synthèse et de leur formation finale peut prendre environ 2 semaines.
Localisation des enzymes de transcription
Un processus tel que la transcription (en biologie) a lieu à la place du stockage direct des informations héréditaires. Dans les cellules eucaryotes, c'est le noyau cellulaire, et dans les formes de vie prénucléaires, c'est le cytoplasme. enzyme viralela transcriptase inverse agit dans le noyau des cellules infectées. Dans le même temps, les acides nucléiques mitochondriaux, qui sont un ensemble de gènes, passent également par l'étape de transcription. En biologie et en génétique, la nature de ces processus est encore inconnue.
Mais le fait de la présence de maladies mitochondriales humaines héritées par les descendants confirme la réplication de l'ADN, pour laquelle la transcription est une étape nécessaire. Cela signifie qu'un tel processus peut avoir lieu dans plusieurs structures cellulaires: chez les eucaryotes, ce sont les mitochondries et le noyau cellulaire, et chez les procaryotes, dans le cytoplasme et les plasmides.
Localisation des processus de biosynthèse
Les emplacements où se produisent la transcription et la traduction (en biologie) sont différents, car la synthèse des molécules de protéines ne peut tout simplement pas se produire dans le noyau cellulaire. L'assemblage de la structure primaire se produit sur l'appareil ribosomique de la cellule, qui est principalement concentré dans le cytoplasme sur la membrane du réticulum endoplasmique rugueux.
La synthèse dans les cellules hautement développées, qui se distinguent par un taux élevé d'assemblage de nouvelles molécules protéiques, se produit principalement sur les polyribosomes. Mais dans les cellules bactériennes et hautement spécialisées, la biosynthèse peut se dérouler sur des ribosomes disparates dans le cytoplasme. Les corps viraux n'ont pas leur propre appareil synthétique et leurs organites, et exploitent donc les structures des cellules infectées.
