什么是生物学中的转录,它在生物生命中的重要性

科学 2023

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什么是生物学中的转录,它在生物生命中的重要性
什么是生物学中的转录,它在生物生命中的重要性
Anonim

生物学家将“转录”一词称为遗传信息实施的特殊阶段,其本质归结为读取基因并构建与其互补的RNA分子。这是一个酶促过程,涉及许多酶和生物介质的作用。同时,大多数负责触发基因复制的生物催化剂和机制对于科学来说都是未知的。正因为如此,在分子水平上(在生物学中)转录是什么还有待详细观察。

什么是生物学中的转录
什么是生物学中的转录

遗传信息的实现

关于转录以及遗传信息传递的现代科学并不为人所知。大多数数据可以表示为蛋白质生物合成中的一系列步骤,这使得了解基因表达的机制成为可能。蛋白质合成是遗传信息实现的一个例子,因为基因编码其一级结构。对于每个蛋白质分子,无论是结构蛋白、酶还是介体,基因中记录有一级氨基酸序列。

转录意义生物学
转录意义生物学

一旦需要重新合成这种蛋白质,就会开始“解包”DNA并读取所需基因的代码,然后进行转录。在生物学中,这种过程的方案由三个阶段组成,通常被认为是:起始、延伸、终止。然而,目前还不可能在实验过程中为他们的观察创造特定的条件。这些是相当理论的计算,可以更好地理解酶系统在将基因复制到 RNA 模板的过程中的参与。转录的核心是基于去螺旋化的 3'-5'-DNA 链进行 RNA 合成的过程。

转录机制

你可以通过信使RNA合成的例子来理解什么是转录(在生物学中)。它从基因的“释放”和 DNA 分子结构的对齐开始。在细胞核中,遗传信息位于浓缩的染色质中,不活跃的基因被紧凑地“包装”到异染色质中。它的去螺旋化允许所需的基因被释放并可供阅读。然后一种特殊的酶将双链DNA分成两条链,然后读取3'-5'-链代码。

转录生物学图
转录生物学图

从这一刻起,转录期开始。酶 DNA 依赖性 RNA 聚合酶组装 RNA 的起始部分,第一个核苷酸连接到该起始部分,互补DNA模板区域的3'-5'-链。此外,RNA 链会逐渐增加,持续数小时。

转录在生物学中的重要性不仅体现在RNA合成的起始上,还体现在其终止上。到达基因的终止区域会启动读取的终止,并导致启动旨在将 DNA 依赖性 RNA 聚合酶与 DNA 分子分离的酶促过程。 DNA的分裂部分是完全“交联的”。此外,在转录过程中,酶系统会“检查”核苷酸添加的正确性,如果出现合成错误,则会“切除”不必要的部分。了解这些过程可以让我们回答什么是生物学中的转录以及它是如何被调控的问题。

逆转录

转录是将遗传信息从一种载体转移到另一种载体的基本通用机制,例如从DNA到RNA,就像它发生在真核细胞中一样。但是,在某些病毒中,基因转移的顺序可能是颠倒的,即从 RNA 读取代码到单链 DNA。这个过程称为逆转录,以人类感染HIV病毒为例。

逆转录方案
逆转录方案

逆转录方案看起来像是将病毒引入细胞,然后使用逆转录酶(revertase)根据其RNA合成DNA。这种生物催化剂最初存在于病毒体内,并在进入人体细胞时被激活。它允许利用人类细胞中发现的核苷酸的遗传信息合成 DNA 分子。逆转录成功完成的结果是产生了一个DNA分子,通过整合酶将其引入细胞的DNA并对其进行修饰。

转录在基因工程中的重要性

重要的是,生物学中的这种逆转录导致了三个重要的结论。首先,在系统发育方面的病毒应该比单细胞生命形式高得多。其次,这证明了存在稳定的单链DNA分子的可能性。之前有一种观点认为,DNA只能以双链结构的形式长期存在。

逆转录方案
逆转录方案

第三,由于病毒不需要有其基因信息就可以整合到被感染生物体的细胞DNA中,因此可以证明任意基因可以反向引入到任何生物体的遗传密码中转录。后一个结论允许使用病毒作为基因工程工具,将某些基因嵌入细菌的基因组中。

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