9.3: Usajili
- Page ID
- 174250
Katika prokaryotes zote mbili na eukaryotes, kazi ya pili ya DNA (ya kwanza ilikuwa replication) ni kutoa taarifa zinazohitajika kujenga protini zinazohitajika ili seli iweze kufanya kazi zake zote. Kwa kufanya hivyo, DNA “inasomwa” au imeandikwa kwenye molekuli ya mRNA. MRNA kisha hutoa kanuni ya kuunda protini kwa mchakato unaoitwa tafsiri. Kupitia mchakato wa transcription na tafsiri, protini imejengwa na mlolongo maalum wa amino asidi ambayo awali ilikuwa encoded katika DNA. Moduli hii inazungumzia maelezo ya transcription.
Dogma ya Kati: DNA inafunga RNA; RNA inafunga Protini
Mtiririko wa habari za maumbile katika seli kutoka DNA hadi mRNA hadi protini unaelezewa na dogma kuu (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)), ambayo inasema kwamba jeni hufafanua utaratibu wa mRNAs, ambayo kwa upande hufafanua utaratibu wa protini.
Nakala ya DNA kwa mRNA ni kiasi moja kwa moja, na nucleotide moja inaongezwa kwenye kamba ya mRNA kwa kila nyukleotidi ya ziada inayosomwa katika kamba ya DNA. Tafsiri ya protini ni ngumu zaidi kwa sababu makundi ya nucleotides tatu za mRNA yanahusiana na asidi moja ya amino ya mlolongo wa protini. Hata hivyo, kama tutakavyoona katika moduli inayofuata, tafsiri ya protini bado ni ya utaratibu, kama kwamba nucleotides 1 hadi 3 yanahusiana na amino asidi 1, nucleotides 4 hadi 6 yanahusiana na amino asidi 2, na kadhalika.
Transcription: kutoka DNA hadi mRNA
Wote prokaryotes na eukaryotes hufanya kimsingi mchakato huo wa transcription, na tofauti muhimu ya kiini kilichofungwa na membrane katika eukaryotes. Kwa jeni zilizofungwa katika kiini, transcription hutokea katika kiini cha seli na nakala ya mRNA inapaswa kusafirishwa kwa cytoplasm. Prokaryotes, ambayo ni pamoja na bakteria na archaea, hawana viini vya membrane-amefungwa na organelles nyingine, na transcription hutokea katika cytoplasm ya seli. Katika prokaryotes zote na eukaryotes, transcription hutokea katika hatua tatu kuu: kuanzishwa, upungufu, na kukomesha.
Uanzishwaji
Transcription inahitaji DNA mara mbili helix kwa sehemu unwind katika eneo la mRNA awali. Kanda ya kufungua inaitwa Bubble ya transcription. Mlolongo wa DNA ambayo protini na enzymes zinazohusika katika transcription hufunga kuanzisha mchakato huitwa promota. Katika hali nyingi, mapromota huwepo juu ya jenasi wanazozidhibiti. Mlolongo maalum wa promoter ni muhimu sana kwa sababu huamua kama jeni sambamba ni transcribed wakati wote, baadhi ya muda, au vigumu kabisa (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).
Elongation
Transcription daima hutokea kutoka kwa mojawapo ya vipande viwili vya DNA, vinavyoitwa kamba ya template. Bidhaa ya mRNA inaongezea kamba ya template na inakaribia kufanana na kamba nyingine ya DNA, inayoitwa strand isiyo ya template, isipokuwa kwamba RNA ina uracil (U) badala ya thymine (T) inayopatikana katika DNA. Wakati wa upanuzi, enzyme inayoitwa RNA polymerase inaendelea pamoja na template ya DNA ikiongeza nyukleotidi kwa kuunganishwa kwa msingi na template ya DNA kwa namna inayofanana na replication ya DNA, na tofauti kwamba strand ya RNA inaunganishwa ambayo haina kubaki amefungwa kwa template ya DNA. Kama elongation inavyoendelea, DNA inaendelea kufunguliwa mbele ya enzyme ya msingi na rewound nyuma yake (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)).
Kusitishwa
Mara baada ya jeni kunakiliwa, polymerase ya prokaryotic inahitaji kuagizwa kujitenga na template ya DNA na kukomboa mRNA iliyopangwa. Kulingana na jeni linaloandikwa, kuna aina mbili za ishara za kukomesha, lakini zote mbili zinahusisha utaratibu wa nyukleotidi mara kwa mara katika template ya DNA ambayo husababisha kusitishwa kwa polymerase ya RNA, kuacha template ya DNA, na kumkomboa nakala ya mRNA.
Juu ya kukomesha, mchakato wa transcription umekamilika. Katika kiini prokaryotic, kwa wakati kuondoa hutokea, nakala ingekuwa tayari kutumika kwa sehemu kuunganisha nakala nyingi za protini encoded kwa sababu taratibu hizi zinaweza kutokea wakati huo huo kwa kutumia ribosomu nyingi (polyribosomes) (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Kwa upande mwingine, kuwepo kwa kiini katika seli za eukaryotic huzuia transcription na tafsiri wakati huo huo.
Usindikaji wa RNA ya Eukaryotic
MRNAs mpya ya eukaryotic iliyoandikwa lazima ipate hatua kadhaa za usindikaji kabla ya kuhamishwa kutoka kiini hadi kwenye cytoplasm na kutafsiriwa kuwa protini. Hatua za ziada zinazohusika katika kukomaa kwa mRNA ya eukaryotic huunda molekuli ambayo ni imara zaidi kuliko mRNA ya prokaryotic. Kwa mfano, mRNAs ya eukaryotic hudumu kwa saa kadhaa, wakati mRNA ya kawaida ya prokaryotic hudumu si zaidi ya sekunde tano.
Nakala ya mRNA ni ya kwanza iliyotiwa katika protini za RNA ili kuizuia kuharibika huku ikisindika na kusafirishwa nje ya kiini. Hii hutokea wakati kabla ya MRNA bado inaunganishwa kwa kuongeza nucleotide maalum “cap” hadi mwisho wa 5' wa nakala inayoongezeka. Mbali na kuzuia uharibifu, mambo yanayohusika katika usanisi wa protini hutambua cap kusaidia kuanzisha tafsiri kwa ribosomu.
Mara baada ya elongation kukamilika, enzyme kisha inaongeza kamba ya takriban 200 mabaki ya adenini hadi mwisho wa 3', inayoitwa mkia wa Poly-a. Muundo huu hulinda zaidi kabla ya MRNA kutokana na uharibifu na ishara kwa sababu za mkononi ambazo nakala inahitaji kusafirishwa kwa cytoplasm.
Jeni za Eukaryotiki zinajumuishwa na utaratibu wa protini-coding unaoitwa exons (ex-on inaashiria kuwa wao ni taabu za zamani) na katika utaratibu wa kutumikia unaoitwa introni (int-ron inaashiria jukumu lao la kuwahudumia int). Introns huondolewa kutoka kabla ya MRNA wakati wa usindikaji. Utaratibu wa Intron katika mRNA usiingize protini za kazi. Ni muhimu kwamba wote wa introns kabla ya MRNA ya kuwa kabisa na usahihi kuondolewa kabla ya protini awali ili exons kujiunga pamoja na kanuni kwa sahihi amino asidi. Ikiwa mchakato unapotea na hata nucleotide moja, mlolongo wa exons zilizounganishwa tena utabadilishwa, na protini inayosababisha itakuwa isiyo ya kazi. Mchakato wa kuondoa introns na kuunganisha exons inaitwa splicing (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Introni huondolewa na kuharibika ilhali kabla ya MRNA bado iko katika kiini.
Muhtasari
Katika prokaryotes, awali ya mRNA imeanzishwa katika mlolongo wa promoter kwenye template ya DNA. Elongation huunganisha mRNA mpya. Kuondolewa hukomboa mRNA na hutokea kwa njia ambazo duka polymerase ya RNA na kusababisha kuanguka mbali template ya DNA. MRNAs zilizopangwa hivi karibuni zimebadilishwa na kofia na mkia wa Poly-a. Miundo hii inalinda mRNA kukomaa kutokana na uharibifu na kusaidia kuuza nje kutoka kiini. MRNAs ya Eukaryotic pia inakabiliwa na kuchapisha, ambayo introns huondolewa na exons huunganishwa na usahihi wa nucleotide moja. Tu kumaliza mRNAs ni nje kutoka kiini kwa cytoplasm.
faharasa
- exon
- mlolongo wa sasa katika protini-coding mRNA baada ya kukamilika kwa kabla ya mRNA splicing
- intron
- Utaratibu usio na protini-coding unaoingilia kati ambao umewekwa kutoka mRNA wakati wa usindikaji
- mRNA
- RNA ya mjumbe; aina ya RNA ambayo hubeba msimbo wa mlolongo wa nucleotide kwa mlolongo wa protini ambayo hutafsiriwa katika mlolongo wa polypeptide
- nontemplate strand
- strand ya DNA ambayo haitumiwi kuandika mRNA; strand hii inafanana na mRNA isipokuwa kwamba nyukleotidi T katika DNA zinabadilishwa na nucleotides U katika mRNA
- mtangazaji
- mlolongo juu ya DNA ambayo RNA polymerase na mambo yanayohusiana hufunga na kuanzisha transcription
- RNA polymerase
- enzyme ambayo huunganisha kamba ya RNA kutoka kwenye kamba ya template ya DNA
- splicing
- mchakato wa kuondoa introns na kuunganisha exons katika kabla ya mRNA
- template strand
- kamba ya DNA inayofafanua molekuli ya mRNA ya ziada
- Bubble transcription
- eneo la DNA ndani ya nchi unwound ambayo inaruhusu kwa transcription ya mRNA