Biologen bezeichnen den Begriff „Transkription“als eine spezielle Stufe der Umsetzung von Erbinformationen, deren Kern darin besteht, ein Gen abzulesen und ein dazu komplementäres RNA-Molekül aufzubauen. Es ist ein enzymatischer Prozess, an dem viele Enzyme und biologische Mediatoren beteiligt sind. Gleichzeitig sind die meisten Biokatalysatoren und Mechanismen, die für die Auslösung der Genreplikation verantwortlich sind, der Wissenschaft unbekannt. Aus diesem Grund bleibt im Detail abzuwarten, was Transkription (in der Biologie) auf molekularer Ebene ist.
Erkennung genetischer Informationen
Die moderne Wissenschaft über die Transkription sowie über die Übertragung von Erbinformationen ist nicht sehr bekannt. Die meisten Daten können als Abfolge von Schritten in der Proteinbiosynthese dargestellt werden, was es ermöglicht, den Mechanismus der Genexpression zu verstehen. Die Proteinsynthese ist ein Beispiel für die Realisierung von Erbinformationen, da das Gen ihre Primärstruktur kodiert. Für jedes Proteinmolekül, sei es ein Strukturprotein, ein Enzym, oderMediator, gibt es eine primäre Aminosäuresequenz, die in den Genen aufgezeichnet ist.
Sobald es notwendig wird, dieses Protein neu zu synthetisieren, beginnt der Prozess des "Auspackens" der DNA und des Lesens des Codes des gewünschten Gens, wonach die Transkription erfolgt. In der Biologie besteht das Schema eines solchen Prozesses aus drei Stufen, die herkömmlicherweise identifiziert werden: Initiierung, Verlängerung, Beendigung. Allerdings ist es noch nicht möglich, konkrete Bedingungen für ihre Beobachtung während des Experiments zu schaffen. Dies sind eher theoretische Berechnungen, die ein besseres Verständnis der Beteiligung von Enzymsystemen am Prozess des Kopierens eines Gens auf eine RNA-Vorlage ermöglichen. Im Kern ist die Transkription der Prozess der RNA-Synthese basierend auf dem entspiralisierten 3'-5'-Strang der DNA.
Transkriptionsmechanismus
Am Beispiel der Boten-RNA-Synthese können Sie verstehen, was Transkription (in der Biologie) ist. Es beginnt mit der „Freisetzung“des Gens und der Ausrichtung der Struktur des DNA-Moleküls. Im Zellkern befindet sich die Erbinformation in kondensiertem Chromatin, und inaktive Gene sind kompakt in Heterochromatin „verpackt“. Durch seine Entspiralisierung kann das gewünschte Gen freigesetzt und zum Ablesen verfügbar gemacht werden. Dann teilt ein spezielles Enzym die doppelsträngige DNA in zwei Stränge, wonach der 3'-5'-Strang-Code abgelesen wird.
Ab diesem Moment beginnt die eigentliche Transkriptionsperiode. Das Enzym DNA-abhängige RNA-Polymerase baut den Ausgangsabschnitt der RNA, an den das erste Nukleotid angehängt wird, komplementär zusammen3'-5'-Strang der DNA-Matrizenregion. Außerdem baut sich die RNA-Kette auf, die mehrere Stunden anhält.
Die Bedeutung der Transkription in der Biologie bezieht sich nicht nur auf die Initiierung der RNA-Synthese, sondern auch auf deren Beendigung. Das Erreichen der Terminationsregion des Gens initiiert die Termination des Lesens und führt zum Start eines enzymatischen Prozesses, der darauf abzielt, die DNA-abhängige RNA-Polymerase vom DNA-Molekül zu lösen. Der abgetrennte DNA-Abschnitt ist vollständig „vernetzt“. Außerdem arbeiten bei der Transkription Enzymsysteme, die die Richtigkeit der Anfügung von Nukleotiden „überprüfen“und bei Synthesefehlern unnötige Abschnitte „herausschneiden“. Das Verständnis dieser Prozesse ermöglicht es uns, die Frage zu beantworten, was Transkription in der Biologie ist und wie sie reguliert wird.
Umgekehrte Transkription
Transkription ist der grundlegende universelle Mechanismus für die Übertragung genetischer Informationen von einem Träger auf einen anderen, beispielsweise von DNA auf RNA, wie es in eukaryotischen Zellen geschieht. Bei manchen Viren kann die Reihenfolge des Gentransfers jedoch umgekehrt sein, das heißt, der Code wird von der RNA auf die einzelsträngige DNA gelesen. Dieser Vorgang wird als reverse Transkription bezeichnet, und es ist angemessen, das Beispiel einer menschlichen Infektion mit dem HIV-Virus zu betrachten.
Das Schema der reversen Transkription sieht aus wie das Einschleusen eines Virus in die Zelle und die anschließende Synthese von DNA basierend auf seiner RNA unter Verwendung des Enzyms Reverse Transkriptase (Revertase). Dieser Biokatalysator ist zunächst im Viruskörper vorhanden und wird beim Eintritt in die menschliche Zelle aktiviert. Es erlaubtsynthetisieren ein DNA-Molekül mit genetischer Information aus Nukleotiden, die in menschlichen Zellen vorkommen. Das Ergebnis des erfolgreichen Abschlusses der reversen Transkription ist die Produktion eines DNA-Moleküls, das durch das Integrase-Enzym in die DNA der Zelle eingeführt wird und diese modifiziert.
Die Bedeutung der Transkription in der Gentechnik
Wichtig ist, dass diese Art der reversen Transkription in der Biologie zu drei wichtigen Schlussfolgerungen führt. Erstens, dass Viren in phylogenetischer Hinsicht viel höher sein sollten als einzellige Lebensformen. Zweitens ist dies ein Beweis für die Möglichkeit der Existenz eines stabilen einzelsträngigen DNA-Moleküls. Früher gab es die Meinung, dass DNA lange nur in Form einer doppelsträngigen Struktur existieren kann.
Drittens, da ein Virus keine Informationen über seine Gene haben muss, um sich in die DNA von Zellen eines infizierten Organismus zu integrieren, kann bewiesen werden, dass beliebige Gene umgekehrt in den genetischen Code jedes Organismus eingeführt werden können Transkription. Die letztere Schlussfolgerung erlaubt die Verwendung von Viren als gentechnische Werkzeuge zum Einbetten bestimmter Gene in das Genom von Bakterien.
