فهم پایه های اساسی وجود زندگی بدون درک روشن از انتقال اطلاعات ارثی و اجرای آن غیر ممکن است. ذخیره‌سازی ژن‌های بدن از طریق کروموزوم‌ها انجام می‌شود، که در آن بخش‌های مختلف DNA بسته‌بندی می‌شوند و توالی اسید آمینه اولیه یک پروتئین خاص را کد می‌کنند. و اجرای اطلاعات ژنتیکی و انتقال آن به صورت ارثی از طریق کپی برداری از آن محقق می شود. به این فرآیند «رونویسی» می گویند. در زیست شناسی به معنای خواندن کد یک بخش ژن و سنتز الگوی بیوسنتز پروتئین بر اساس آن است.
مبنای مولکولی رونویسی
رونویسی یک فرآیند آنزیمی است که قبل از آن "باز کردن بسته بندی" یک مولکول DNA و فراهم کردن دسترسی برای خواندن یک ژن خاص انجام می شود. سپس در مولکول DNA دو رشته ای دردر بخش اولیه، پیوندهای هیدروژنی بین نوکلئوتیدها برای 4 کادون شکسته می شود. از این لحظه، مرحله شروع رونویسی در زیست شناسی آغاز می شود که با اتصال RNA پلیمراز وابسته به DNA به ماکروپلیمر DNA مرتبط است.
نتیجه طبیعی شروع، سنتز محل شروع RNA پیام رسان است و به محض اینکه اولین نوکلئوتید مکمل به آن متصل شد و جابجایی RNA پلیمراز وابسته به DNA رخ داد، باید از آغاز صحبت کرد. از مرحله کشیدگی ماهیت آن به حرکت تدریجی RNA پلیمراز وابسته به DNA در امتداد مولکول DNA در جهت 3`-5 کاهش می‌یابد، پیوندهای هیدروژنی DNA را از جلو برش می‌دهد و آنها را در پشت باز می‌گرداند، و همچنین یک نوکلئوتید مکمل را به محل رشد متصل می‌کند. زنجیره الگوی RNA.
RNA پلیمراز وابسته به DNA آنزیم افزودن یک نوکلئوتید به RNA را کاتالیز می کند، در حالی که سایر سیستم های آنزیمی مسئول خواندن، جداسازی پیوندهای هیدروژنی و کاهش آنها هستند. همه آنها در محلی قرار دارند که رونویسی انجام می شود. زیست شناسی به شما اجازه می دهد تا روش اتم های نشاندار شده را اعمال کنید و واقعیت بالاترین غلظت آنها را در هسته سلول ها تأیید کنید.
خط زمانی رونویسی
در شرایط آزمایشگاهی، دانشمندان گروه تحقیقاتی "ژنوم انسان" موفق شدند خود مولکول DNA را به طور مصنوعی سنتز کرده و کد ژنتیکی موجود در آن را ذخیره کنند. این روند بیش از 2 دهه طول کشید، بدون احتساب آماده سازی طولانی. جالب است که این فرآیندها با چه سرعتی در یک سلول زنده پیش می روند. روش تحقیق اصلیترجمه و رونویسی - زیست شناسی مولکولی. و اگرچه هنوز مشکلاتی در ارتباط با عدم امکان نمایش بصری این فرآیندها وجود دارد، شواهدی در مورد زمان بیوسنتز پروتئین وجود دارد.
به طور خاص، فرآیند "باز کردن" اطلاعات ژنتیکی می تواند 16-48 ساعت طول بکشد، و رونویسی ژن مورد نظر - حدود 4-8 ساعت. سنتز یک مولکول پروتئین کوچک بر اساس RNA پیام رسان حدود 4-24 ساعت طول می کشد و پس از آن مرحله "بلوغ" آن آغاز می شود. این به بسته بندی خود به خودی یک پروتئین به یک ساختار ثانویه و سپس به یک ساختار سوم اشاره دارد. اگر پروتئین نیاز به اصلاحات پس از سنتز داشته باشد، این فرآیند ممکن است حدود یک هفته یا بیشتر طول بکشد.
ساختارهای سلولی، جایی که رونویسی و ترجمه اتفاق می افتد، با جزئیات بیشتر و بیشتری در زیست شناسی مورد مطالعه قرار می گیرند. در همان زمان، می توان محاسبه کرد که در سلول های یوکاریوتی با مجموعه بزرگی از مواد ژنتیکی، سنتز یک مولکول ساده انسولین حدود 16 ساعت طول می کشد. اشرشیاکلی اصلاح شده ژنتیکی قادر است چنین مولکولی را در 4 ساعت سنتز کند. در مورد پروتئین های بزرگ با ساختار سوم و چهارم، فرآیند سنتز و تشکیل نهایی آنها می تواند حدود 2 هفته طول بکشد.
محلی سازی آنزیم های رونویسی
چنین فرآیندی مانند رونویسی (در زیست شناسی) در محل ذخیره مستقیم اطلاعات ارثی انجام می شود. در سلول های یوکاریوتی، این هسته سلول و در اشکال حیات پیش از هسته، سیتوپلاسم است. آنزیم ویروسیترانس کریپتاز معکوس در هسته سلول های آلوده کار می کند. در عین حال، اسیدهای نوکلئیک میتوکندری که مجموعه ای از ژن ها هستند نیز مرحله رونویسی را طی می کنند. در زیست شناسی و ژنتیک، ماهیت این فرآیندها هنوز ناشناخته است.
اما واقعیت وجود بیماری‌های میتوکندری انسان که توسط فرزندان به ارث می‌رسد، تکثیر DNA را تأیید می‌کند، که رونویسی یک مرحله ضروری برای آن است. این بدان معناست که چنین فرآیندی می‌تواند در چندین ساختار سلولی انجام شود: در یوکاریوت‌ها، اینها میتوکندری و هسته سلول و در پروکاریوت‌ها در سیتوپلاسم و پلاسمیدها هستند.
بومی سازی فرآیندهای بیوسنتزی
مکان‌هایی که رونویسی و ترجمه در آنها اتفاق می‌افتد (در زیست‌شناسی) متفاوت است، زیرا سنتز مولکول‌های پروتئین به سادگی نمی‌تواند در هسته سلول اتفاق بیفتد. مونتاژ ساختار اولیه روی دستگاه ریبوزومی سلول، که عمدتاً در سیتوپلاسم روی غشای شبکه آندوپلاسمی خشن متمرکز است، انجام می‌شود.
سنتز در سلول های بسیار توسعه یافته، که با سرعت بالای تجمع مولکول های پروتئین جدید متمایز می شوند، عمدتاً روی پلی ریبوزوم ها اتفاق می افتد. اما در سلول های باکتریایی و بسیار تخصصی، بیوسنتز می تواند بر روی ریبوزوم های متفاوت در سیتوپلاسم ادامه یابد. اجسام ویروسی دستگاه و اندامک‌های مصنوعی خود را ندارند و بنابراین از ساختار سلول‌های آلوده بهره‌برداری می‌کنند.
