Informatie

Transcriptieproces


Tijdens het proces van Conversie naar ribonucleosidemonofosfaten de verschillende ribonucleosidetrifosfaten breken hun hoge energiebindingen af ​​na koppeling aan het DNA. Maar de eerst ribonucleotide trifosfaat behoudt alle fosfaten dus chemisch onderscheiden van de rest.

Nu is mijn vraag: Waarom houdt het de fosfaten vast?


Op deze site staat een handig schema.

Tijdens RNA-synthese in vivo het 3'-OH-zuurstofatoom van de groeiende keten reageert met het α 5'-fosfaat van het binnenkomende ribonucleotide (nucleofiele aanval), waarbij de β + γ-fosfaten als een pyrofosfaatgroep worden verdrongen. Dit resulteert in een 3'-5'-binding tussen het bestaande oligoribonucleotide en het binnenkomende ribonucleotide. Met andere woorden het verlies van de pyrofosfaatgroep is een onvermijdelijk gevolg van de rekreactie.

Bij aanvang is het eerste ribonucleotide echter niet het onderwerp geweest van een nucleofiele aanval, omdat het de eerste in de keten is. Zijn 3'-OH zal de hierboven beschreven nucleofiele aanval uitvoeren wanneer het volgende ribonucleotide aan de keten wordt toegevoegd.


Transcriptieproces - Biologie

Transcriptie vindt plaats in de kern. Het gebruikt DNA als sjabloon om een ​​RNA (mRNA) molecuul te maken. Tijdens transcriptie wordt een mRNA-streng gemaakt die complementair is aan een DNA-streng. In figuur 1 is te zien hoe dit gebeurt.

Figuur 1. Overzicht van transcriptie. Transcriptie gebruikt de sequentie van basen in een DNA-streng om een ​​complementaire mRNA-streng te maken. Triplets zijn groepen van drie opeenvolgende nucleotidebasen in DNA. Codons zijn complementaire groepen basen in mRNA.

Transcriptie vindt plaats in drie stappen: initiatie, verlenging en beëindiging. De stappen worden geïllustreerd in figuur 2.

Afbeelding 2. Transcriptie vindt plaats in de drie stappen - initiatie, verlenging en beëindiging - die hier allemaal worden weergegeven.


Beschrijf het proces van transcriptie

Transcriptie is het proces van transcriberen de DNA-code in een ander type code of bericht - mRNA (messenger-RNA).

Een enzym genaamd RNA-polymerase bindt aan een specifiek deel van een DNA-sequentie genaamd de promotor (dit werkt als een signaal naar de cel om met transcriptie te beginnen). Het DNA moet dan uitpakken en afwikkelen om de twee DNA-strengen bloot te leggen.

Eén streng, die basen bevat die complementair zijn aan die van het gen dat moet worden getranscribeerd, werkt als a sjabloon - door complementaire basenparing worden nucleotiden uitgelijnd langs de matrijsstreng (A met U, G met C), waardoor een enkelstrengs mRNA-molecuul wordt gevormd.

Wanneer het RNA-polymerase herkent dat het een terminatorreeks: of stop codon (het einde van de sequentie die voor dat specifieke gen codeert), maakt het mRNA los van het DNA. Het DNA windt zich terug achter het RNA-polymerase terwijl het zich verplaatst (meebeweegt) over de DNA-streng.

Het mRNA-molecuul beweegt dan uit de kern, door een kernporie, in het cytoplasma - klaar om te worden vertaald in een eiwit op de plaats van een ribosoom.


Transcriptie

Onze redacteuren zullen beoordelen wat je hebt ingediend en bepalen of het artikel moet worden herzien.

Transcriptie, de synthese van RNA uit DNA. Genetische informatie stroomt van DNA naar eiwit, de stof die een organisme zijn vorm geeft. Deze informatiestroom vindt plaats via de opeenvolgende processen van transcriptie (DNA naar RNA) en translatie (RNA naar eiwit). Transcriptie vindt plaats wanneer er op een bepaald moment of in een specifiek weefsel behoefte is aan een bepaald genproduct.

Tijdens transcriptie wordt meestal slechts één DNA-streng gekopieerd. Dit wordt de matrijsstreng genoemd en de geproduceerde RNA-moleculen zijn enkelstrengs boodschapper-RNA's (mRNA's). De DNA-streng die overeenkomt met het mRNA wordt de coderende of sense-streng genoemd. Bij eukaryoten (organismen die een kern bezitten) wordt het initiële product van transcriptie een pre-mRNA genoemd. Pre-mRNA wordt uitgebreid bewerkt door middel van splicing voordat het rijpe mRNA wordt geproduceerd en klaar is voor translatie door het ribosoom, het cellulaire organel dat dient als de plaats van eiwitsynthese. Transcriptie van elk gen vindt plaats op de chromosomale locatie van dat gen, wat een relatief kort segment van het chromosoom is. De actieve transcriptie van een gen hangt af van de behoefte aan de activiteit van dat specifieke gen in een specifieke cel of weefsel of op een bepaald moment.

Kleine stukjes DNA worden in RNA getranscribeerd door het enzym RNA-polymerase, dat dit kopiëren in een strikt gecontroleerd proces bereikt. De eerste stap is het herkennen van een specifieke sequentie op DNA, een promotor genaamd, die het begin van het gen aangeeft. De twee DNA-strengen worden op dit punt gescheiden en RNA-polymerase begint te kopiëren vanaf een specifiek punt op één streng van het DNA met behulp van een speciaal type suikerbevattend nucleoside genaamd ribonucleoside 5'-trifosfaat om de groeiende keten te beginnen. Extra ribonucleosidetrifosfaten worden als substraat gebruikt en door splitsing van hun hoogenergetische fosfaatbinding worden ribonucleosidemonofosfaten opgenomen in de groeiende RNA-keten. Elk opeenvolgend ribonucleotide wordt geleid door de complementaire basenparingregels van DNA. Een C (cytosine) in DNA stuurt bijvoorbeeld de opname van een G (guanine) in RNA. Evenzo wordt een G in DNA gekopieerd in een C in RNA, een T (thymine) in een A (adenine) en een A in een U (uracil-RNA bevat U in plaats van de T van DNA). De synthese gaat door totdat een terminatiesignaal is bereikt, op welk punt het RNA-polymerase van het DNA valt en het RNA-molecuul wordt vrijgegeven.

Voorafgaand aan veel genen in prokaryoten (organismen die geen kern hebben), zijn er signalen die "operators" worden genoemd (zien operons) waar gespecialiseerde eiwitten die repressoren worden genoemd, net stroomopwaarts van het startpunt van transcriptie aan het DNA binden en toegang tot het DNA door RNA-polymerase verhinderen. Deze repressoreiwitten voorkomen dus transcriptie van het gen door de werking van het RNA-polymerase fysiek te blokkeren. Gewoonlijk worden repressoren vrijgemaakt van hun blokkerende werking wanneer ze signalen ontvangen van andere moleculen in de cel die aangeven dat het gen tot expressie moet worden gebracht. Voorafgaand aan sommige prokaryotische genen zijn signalen waaraan activatoreiwitten binden om transcriptie te stimuleren.

Transcriptie in eukaryoten is ingewikkelder dan in prokaryoten. Ten eerste is het RNA-polymerase van hogere organismen een ingewikkelder enzym dan het relatief eenvoudige enzym met vijf subeenheden van prokaryoten. Daarnaast zijn er nog veel meer bijkomende factoren die helpen om de efficiëntie van de individuele promotors te beheersen. Deze accessoire-eiwitten worden transcriptiefactoren genoemd en reageren typisch op signalen vanuit de cel die aangeven of transcriptie vereist is. In veel menselijke genen kunnen verschillende transcriptiefactoren nodig zijn voordat de transcriptie efficiënt kan verlopen. Een transcriptiefactor kan ofwel onderdrukking ofwel activering van genexpressie in eukaryoten veroorzaken.

De redactie van Encyclopaedia Britannica Dit artikel is voor het laatst herzien en bijgewerkt door Kara Rogers, hoofdredacteur.


Transcriptieproces | Genetica

In dit artikel zullen we het hebben over het proces van transcriptie.

De genetische informatie in de nucleotidesequentie van DNA wordt doorgegeven voor eiwitsynthese via een intermediair boodschapper-RNA (mRNA). Een mRNA is een complementaire kopie van een van de twee DNA-strengen waaruit een gen bestaat. De vorming van een RNA-kopie van een DNA-matrijs wordt transcriptie genoemd (Fig. 15.5).

Aangezien de nucleotidesequentie van mRNA complementair is aan die van het gen waaruit het is getranscribeerd, is de informatie in het mRNA identiek aan die in het gen zelf.

Het transcriptieproces vindt plaats gedurende de gehele interfase en gaat door tot de vroege profase van celdeling. Het enzym dat DNA tot RNA-transcriptie katalyseert, wordt RNA-polymerase genoemd en het geproduceerde RNA-molecuul is het transcript. De chemische synthese van RNA-transcript is vergelijkbaar met die van DNA.

Maar er zijn de volgende verschillen:

1. Het RNA-molecuul dat bij transcriptie wordt geproduceerd, wordt gesynthetiseerd uit een enkele DNA-streng, omdat in een bepaald stuk DNA gewoonlijk slechts één DNA-streng als sjabloon voor RNA-synthese dient.

2. De synthese van RNA gebruikt de vier ribonucleoside 5'8242-trifosfaten (ATP, GTP, CTP, UTP) als voorlopers. Ze verschillen van DNA-precursoren doordat ze een ribosesuiker en uracil hebben, in plaats van deoxyribose en thymine.

3. De volgorde van basen in het RNA-molecuul is complementair aan de volgorde van basen in de DNA-matrijs. Elke base die aan het groeiende uiteinde van de RNA-keten wordt toegevoegd, wordt dus geselecteerd als deze het vermogen heeft om basenparen te maken met de DNA-matrijsstreng. De basen T, C, A en G in DNA-template resulteren dus in toevoeging van respectievelijk A, G, U en C aan de groeiende keten van RNA.

4. Bij de synthese van RNA wordt een suiker-fosfaatbinding gevormd tussen de 3'8242-hydroxylgroep van het ene nucleotide en het 5'8242-trifosfaat van het volgende nucleotide in de rij. De gevormde chemische binding is dezelfde als bij de synthese van DNA, maar het enzym is anders. Transcriptie maakt gebruik van RNA-polymerase in plaats van DNA-polymerase.

5. Nucleotiden worden alleen toegevoegd aan het 3'8242-OH-uiteinde van de groeiende keten, met als resultaat dat het 5'8242-uiteinde van het groeiende RNA-molecuul een trifosfaatgroep bevat. De richting van 5'8242 tot 3'8242 van ketengroei is identiek aan die in DNA-synthese.

6. RNA-polymerase heeft (in tegenstelling tot DNA-polymerase) geen voorgevormde primer nodig om ketengroei te initiëren.


Transcriptie

Genen bevatten de instructies die een cel nodig heeft om eiwitten te maken. Het maken van eiwitten uit DNA vereist een proces in twee stappen:

  1. Transcriptie: het proces van het kopiëren van het gen&rsquos-DNA in RNA.
  2. Vertaling: het proces waarbij RNA wordt gebruikt om eiwitten te synthetiseren.

Samen vormen deze twee stappen het "centrale dogma" van de biologie:

Afbeelding (PageIndex<1>). (CC BY-NC-SA)

Afbeelding (PageIndex<2>). (CC BY-NC-SA)


Transcriptie en verwerking van het nieuw gemaakte mRNA vindt plaats in de kern van de cel.
Zodra een rijp mRNA-transcript is gemaakt, wordt het naar het cytoplasma getransporteerd voor translatie in eiwit.

Afbeelding (PageIndex<3>). (CC BY-NC-SA)

Belangrijke spelers in transcriptie

DNA: geeft de instructies om het RNA-transcript te maken. Bevat de nucleotiden A, G, C en T.

boodschapper-RNA (mRNA): RNA-kopie van DNA dat later wordt vertaald in een eiwit. Bevat de nucleotiden A, G, C en U.

RNA-polymerase: enzym dat verantwoordelijk is voor het kopiëren van DNA naar RNA.

Transcriptiefactoren: binden aan het promotorgebied, rekruteren en helpen van RNA-polymerase bij de initiatie van transcriptie.

Gentranscriptie: DNA naar RNA

Er zijn 3 fasen betrokken bij het transcriptieproces: initiatie, verlenging en beëindiging.

initiatie: Transcriptiefactoren binden het promotorgebied van een gen. De promotor regio geeft het begin van het gen aan, het startpunt voor transcriptie. RNA-polymerase, het molecuul dat verantwoordelijk is voor het kopiëren van het DNA in RNA, bindt aan het complex van transcriptiefactoren bij de promotor. Door samen te werken, beginnen RNA-polymerase en de transcriptiefactoren de dubbele DNA-helix af te wikkelen en begint de RNA-synthese.

Afbeelding (PageIndex<4>). transcriptie-initiatie (CC BY-NC-SA Forluvoft)

Verlenging: RNA-polymerase wikkelt de dubbele DNA-helix af en beweegt stroomafwaarts en verlengt het RNA-transcript door ribonucleotiden toe te voegen in een 5&rsquo-->3&rsquo-richting. Elk ribonucleotide wordt toegevoegd aan de groeiende mRNA-streng met behulp van de regels voor basisparen (A bindt met T, G bindt met C). Voor elke C die op de DNA-streng wordt aangetroffen, wordt een G ingevoegd in het RNA, voor elke G een C en voor elke T een A. Aangezien er geen T in RNA is, wordt U ingevoegd wanneer een A wordt aangetroffen.

Afbeelding (PageIndex<5>). transcriptie verlenging (CC BY-NC-SA Forluvoft)

Beëindiging: Wanneer de RNA-polymerase de bereikt terminator-regio (het uiteinde van het gen), komt het mRNA-transcript vrij en laat het polymerase los van het DNA.

Afbeelding (PageIndex<6>). transcriptiebeëindiging (CC BY-NC-SA Forluvoft)

RNA-verwerking: pre-mRNA om mRNA te rijpen

Primaire RNA-transcripten (pre-mRNA) moeten worden verwerkt tot functionele, rijpe mRNA's voordat ze uit de kern en in het cytoplasma kunnen worden geëxporteerd voor translatie. Er zijn 3 stappen van mRNA-verwerking:

Toevoeging van een 5&rsquo pet: Een gemodificeerde guanine (G) is bevestigd aan het 5&rsquo-uiteinde van het pre-mRNA wanneer het uit de RNA-polymerase komt. De dop beschermt het mRNa tegen afbraak door enzymen en dient als verzamelpunt voor de eiwitten die bij de translatie betrokken zijn.

Synthese van een poly(A) staart: Dit is een stuk van 50-250 adenine (A)-nucleotiden die worden toegevoegd aan het 3'-uiteinde van het pre-mRNA. Men denkt dat de poly(A)-staart het mRNA-transcript beschermt tegen afbraak en helpt bij het transport van het rijpe mRNA naar het cytoplasma.

Splicing: De meeste eukaryote genen en hun pre-mRNA-transcripten bevatten niet-coderende stukken nucleotiden of regio's die niet bedoeld zijn om in eiwit te worden omgezet. Deze niet-coderende segmenten worden introns genoemd en moeten worden verwijderd voordat het rijpe mRNA naar het cytoplasma kan worden getransporteerd. De stukken DNA die coderen voor aminozuren in het eiwit worden exons genoemd. Tijdens het splitsingsproces worden introns door het spliceosoom uit het pre-mRNA verwijderd en worden exons weer aan elkaar gesplitst.

Afbeelding (PageIndex<7>). (CC BY-NC-SA)

Zodra de RNA-verwerking is voltooid, wordt het rijpe mRNA naar het cytoplasma getransporteerd waar het in eiwit zal worden vertaald.

/>
Transcriptiehandleiding door Dr. Katherine Harris is gelicentieerd onder a Creative Commons Naamsvermelding-NietCommercieel-GelijkDelen 3.0 Unported-licentie.


Transcriptie

Het proces waarbij cellen eiwitten maken heet eiwitsynthese. Het bestaat eigenlijk uit twee processen: transcriptie en vertaling. Transcriptie vindt plaats in de kern. Het gebruikt DNA als sjabloon om een ​​RNA-molecuul te maken. RNA verlaat dan de kern en gaat naar een ribosoom in het cytoplasma, waar translatie plaatsvindt. Vertaling leest de genetische code in mRNA en maakt een eiwit.

Transcriptie is het eerste deel van het centrale dogma van de moleculaire biologie: DNA & rarr RNA. Het is de overdracht van genetische instructies in DNA naar boodschapper-RNA (mRNA). Tijdens transcriptie wordt een mRNA-streng gemaakt die complementair is aan een DNA-streng. De Figuur hieronder ziet u hoe dit gebeurt.

Overzicht van transcriptie. Transcriptie gebruikt de sequentie van basen in een DNA-streng om een ​​complementaire mRNA-streng te maken. Triplets zijn groepen van drie opeenvolgende nucleotidebasen in DNA. Codons zijn complementaire groepen basen in mRNA.

Transcriptiestappen

Transcriptie vindt plaats in drie stappen: initiatie, verlenging en beëindiging. De stappen worden geïllustreerd in de Figuur onderstaand.

  1. initiatie is het begin van de transcriptie. Het treedt op wanneer het enzym RNA-polymerase bindt aan een gebied van een gen genaamd de promotor. Dit geeft het DNA een signaal om te ontspannen, zodat het enzym de basen in een van de DNA-strengen kan "lezen". Het enzym is nu klaar om een ​​mRNA-streng te maken met een complementaire sequentie van basen.
  2. Verlenging is de toevoeging van nucleotiden aan de mRNA-streng. RNA-polymerase leest de afgewikkelde DNA-streng en bouwt het mRNA-molecuul op met behulp van complementaire basenparen. Er is een korte tijd tijdens dit proces wanneer het nieuw gevormde RNA wordt gebonden aan het afgewikkelde DNA. Tijdens dit proces bindt een adenine (A) in het DNA aan een uracil (U) in het RNA.
  3. Beëindiging is het einde van transcriptie en treedt op wanneer RNA-polymerase een stop- (beëindigings)sequentie in het gen kruist. De mRNA-streng is compleet en maakt los van het DNA.

MRNA verwerken

Bij eukaryoten is het nieuwe mRNA nog niet klaar voor translatie. Het moet een extra verwerking ondergaan voordat het de kern verlaat. Dit kan splitsing, bewerking en polyadenylatie omvatten. Deze processen wijzigen het mRNA op verschillende manieren. Dergelijke modificaties maken het mogelijk dat een enkel gen wordt gebruikt om meer dan één eiwit te maken.


Transcriptieproces - Biologie

Transcriptie is het proces waarbij een enkelstrengs RNA wordt gesynthetiseerd uit DNA. Op een andere manier wordt de overdracht van genetische informatie van DNA naar RNA transcriptie genoemd. Bij dit proces ontstaat uit één DNA-streng, het zogenaamde template-DNA, een nieuwe RNA-streng. Het wordt ook wel RNA-synthese genoemd.

Basisvereisten voor transcriptie:

1) Sjabloon DNA-Een enkele DNA-streng fungeert als een sjabloon om de vorming van complementair RNA tijdens transcriptie te sturen. Bij RNA-synthese transcribeert slechts één DNA-streng RNA.

2) Substraten-De substraten voor RNA-synthese zijn de vier ribonucleosidetrifosfaten - adenosinetrifosfaat (rATP), guanosinetrifosfaat (rGTP), cytidinetrifosfaat (eCTP) en uridinetrifosfaat (rUTP). Splitsing van hoogenergetische fosfaatbinding tussen de &alpha en fosfaten levert de energie voor de toevoeging van nucleotiden aan de groeiende RNA-keten.

3) Enzymen-In eukaryoten zijn er drie soorten RNA-polymerasen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van alle drie de soorten RNA's (mRNA, rRNA en tRNA). In prokaryoten synthetiseert slechts één RNA-polymerase alle drie de soorten RNA's.

a) RNA-polymerase I - verantwoordelijk voor de synthese van rRNA.

b) RNA-polymerase II- verantwoordelijk voor de synthese van mRNA.

c) RNA-polymerase III - verantwoordelijk voor de synthese van tRNA.

4) Promotor-Promotorsequenties zijn verantwoordelijk voor het aansturen van RNA-polymerase om transcriptie op een bepaald punt te initiëren. Sigma(&sigma) factor herkent het startsignaal of promotorgebied van DNA. Evenzo is een beëindigingsfactor genaamd Rho(&rho) factor vereist voor beëindiging van het terminatorgebied.

Proces van transcriptie:

Het transcriptieproces is vergelijkbaar met dat van replicatie van DNA. Het vereist een promotorgebied en een terminatorgebied. Het is voltooid in drie stappen:

1)Initiatie:

Het is het begin van de synthese van de RNA-streng. Dit proces omvat:

&bull Tijdens replicatie bindt het RNA-polymerase aan een specifiek DNA-gebied dat bekend staat als het promotorgebied. Bij prokaryoten vereist het een initiatie-sigma(&sigma)-factor die het startsignaal of het promotorgebied van DNA herkent. Het RNA-polymerase-sigma-complex bindt aan het promotorgebied en initieert de transcriptie.

&bull Door de werking van het RNA-polymerase-sigma-complex ontrollen of ontrollen twee DNA-strengen zich en scheiden ze op een specifiek punt. (Er is geen primer nodig voor RNA-synthese.)

bron: www.mun.ca vijg: Transcriptie

2) Verlenging:

Het is de stap van vorming van RNA-streng. Het heeft betrekking op:

&bullTerwijl de DNA-streng zich afwikkelt, worden beide DNA-strengen gescheiden. Van de twee DNA-strengen fungeert de 3'-5'-streng als een sjabloon of hoofdstreng voor de vorming van RNA, terwijl een andere streng (5'-3') slapend blijft of niet deelneemt, vandaar de zogenaamde anti-sense streng.

&bullTemplate of master streng heeft een promotor of initiatieplaats en een terminatorplaats. RNA-synthese begint op de promotorplaats en eindigt op de terminatorplaats.

&bull De vorming van een nieuwe ribonucleotideketen vindt plaats door toevoeging van nieuwe basen. Basenparen vindt plaats op basis van hun specificiteit [A paren met U en C met G] op de template-DNA-streng. Deze basen blijven beschikbaar in het nucleoplasma in de vorm van ATP, CTP, UTP en GTP. Dit polymerisatieproces wordt gekatalyseerd door een enzym dat bekend staat als DNA-afhankelijke RNA-polymerase.

&bullHet RNA-polymerase beweegt zich progressief naar voren en bevordert de vorming van de RNA-streng. Als het RNA-polymerase de terminatieplaats bereikt, activeert het het einde van de transcriptie.

3) Beëindiging:

Het is de laatste stap van transcriptie. Het betekent het einde van de transcriptie. Het heeft betrekking op:

&bullDe synthese van RNA wordt beëindigd zodra RNA-polymerase de terminatieplaats bereikt.

&bullAls de transcriptie voorbij is, worden de DNA-strengen teruggespoeld. Het nieuw gevormde RNA wordt transcriptie genoemd en het proces wordt transcriptie genoemd.

&bullRNA blijft niet verbonden met DNA-template, maar scheidt zich af als een enkele streng en gaat uit de kern door de kernporie naar het cytoplasma.

&bull Van elk DNA-sjabloon worden verschillende kopieën van RNA-transcripten vrijgegeven.

Zo is het proces van RNA-synthese voltooid.

Keshari, Arvind K. en Kamal K. Adhikari. Een tekstboek van de hogere secundaire biologie (klasse XII). 1e. Kathmandu: Vidyarthi Pustak Bhandar, 2015.

Mehta, Krishna Ram. Principe van de biologie. 2e editie. Kathmandu: Asmita, 2068,2069.

Jorden, S.L. principe van de biologie. 2e editie. Kathmandu: Asmita boek Publicatie, 2068.2069.

Affordances foodtruck SpaceTeam eenhoorn ontwrichten integreren viral pair programmering big data pitch deck intuïtief intuïtief prototype lange schaduw. Responsieve hacker intuïtief gedreven

Jacob Sims

Prototype intuïtieve intuïtieve thought leader personas parallax paradigma lange schaduw boeiende eenhoorn SpaceTeam fund ideate paradigma.

Kelly Dewitt

Responsieve hacker intuïtief aangedreven waterval is zo 2000 en laat intuïtieve cortado bootstrapping durfkapitaal. Boeiende foodtruck integreert intuïtieve pair-programmering Steve Jobs denker-maker-doener mensgericht ontwerp.

Affordances foodtruck SpaceTeam eenhoorn ontwrichten integreren viral pair programmering big data pitch deck intuïtief intuïtief prototype lange schaduw. Responsieve hacker intuïtief gedreven

Luke Smith

Eenhoorn verstoren integreren viraal paar programmeren big data pitch deck intuïtief intuïtief prototype lange schaduw. Responsieve hacker intuïtief gedreven

Laat een reactie achter :
Dingen om te onthouden
  • De overdracht van genetische informatie van DNA naar RNA wordt transcriptie genoemd.
  • Verschillende vereisten zijn essentieel voor RNA-synthese.
  • Het transcriptieproces is vergelijkbaar met dat van replicatie van DNA. Het vereist een promotorgebied en een terminatorgebied. Het wordt in drie stappen voltooid: initiatie, verlenging en beëindiging.
  • Het omvat elke relatie die tussen de mensen is ontstaan.
  • Er kan meer dan één gemeenschap in een samenleving zijn. Gemeenschap kleiner dan samenleving.
  • Het is een netwerk van sociale relaties die niet kunnen zien of aanraken.
  • gemeenschappelijke belangen en gemeenschappelijke doelstellingen zijn niet nodig voor de samenleving.

Blijf in contact met Kullabs. Je vindt ons op bijna alle social media platforms.


Overzicht van transcriptie

Transcriptie is de eerste fase van de expressie van genen in eiwitten. Bij transcriptie wordt een mRNA (messenger RNA) tussenproduct getranscribeerd van een van de strengen van het DNA-molecuul. Het RNA wordt boodschapper-RNA genoemd omdat het de 'boodschap' of genetische informatie van het DNA naar de ribosomen draagt, waar de informatie wordt gebruikt om eiwitten te maken. RNA en DNA gebruiken complementaire codering waarbij basenparen overeenkomen, vergelijkbaar met hoe de DNA-strengen binden om een ​​dubbele helix te vormen.

Een verschil tussen DNA en RNA is dat RNA uracil gebruikt in plaats van het thymine dat in DNA wordt gebruikt. RNA-polymerase bemiddelt bij de productie van een RNA-streng die de DNA-streng aanvult. RNA wordt gesynthetiseerd in de 5'-> 3'-richting (zoals gezien vanaf het groeiende RNA-transcript). Er zijn enkele proefleesmechanismen voor transcriptie, maar niet zoveel als voor DNA-replicatie. Soms treden er codeerfouten op.


Leg het proces van transcriptie in eukaryoten uit. - Biologie

Transcriptie is het proces van vorming van RNA-moleculen uit DNA. Tijdens transcriptie neemt alleen een segment van het DNA van slechts één van de strengen deel. De streng met 3' & rarr 5'-polariteit fungeert als een sjabloon voor RNA en wordt de sjabloonstreng genoemd. De complementaire DNA-streng wordt een coderende streng genoemd, wat een verkeerde benaming is.

Transcriptie vindt plaats in de volgende drie stappen:

RNA-polymerase bindt aan de promotorsequentie om het transcriptieproces te starten.

  • RNA-polymerase gebruikt nucleosidetrifosfaat als substraat en polymerisatie vindt plaats volgens complementariteit.
  • Sigma-subeenheid dissocieert als het RNA-polymerase de verlengingsfase binnengaat.

Beëindiging vindt plaats wanneer terminatiefactor (rho-eiwit) de specificiteit van RNA-polymerase verandert om de transcriptie te beëindigen.

Naarmate het RNA-polymerase elongatie uitvoert, blijft een kort stuk RNA aan het enzym gebonden. Als het enzym het terminatiegebied bereikt, valt dit ontluikende RNA eraf en wordt de transcriptie beëindigd.

De voorloper van mRNA, d.w.z. hnRNA, ondergaat veel veranderingen voordat tot translatie wordt overgegaan. Omdat het zowel coderende (exons) als niet-coderende gebieden (introns) bevat, ondergaat het ook splicing. Deze veranderingen zijn gezamenlijk bekend als post-transcriptionele modificaties. Deze zijn als volgt:

Tailing - Hierbij worden adenylaatresiduen toegevoegd aan het 3'-uiteinde van hnRNA door het enzym poly (A) synthetase.


Transcriptie: van DNA naar RNA

EEN kort overzicht van transcriptie

Transcriptie is het proces waarbij een RNA-kopie van een DNA-segment wordt gemaakt. Aangezien dit een Verwerken, willen we het Energy Story toepassen om een ​​functioneel begrip van transcriptie te ontwikkelen. Hoe ziet het systeem van moleculen eruit voor de start van de transcriptie? Hoe ziet het er aan het einde uit? Welke transformaties van materie en overdrachten van energie vinden plaats tijdens de transcriptie en wat katalyseert het proces zo mogelijk? We willen ook nadenken over het proces vanuit een Design Challenge-standpunt. Als het de biologische taak is om een ​​kopie van DNA te maken in de chemische taal van RNA, welke uitdagingen moeten we dan redelijkerwijs veronderstellen, of anticiperen, gezien onze kennis over andere nucleotide-polymeerprocessen? Is er bewijs dat de natuur deze problemen op verschillende manieren heeft opgelost? Wat lijken de criteria voor succes van transcriptie te zijn? Je snapt het idee.

Opsomming van enkele van de basisvereisten voor transcriptie

Laten we eerst eens kijken naar de taken die voor ons liggen door wat van onze fundamentele kennis te gebruiken en ons voor te stellen wat er tijdens het transcriptieproces zou moeten gebeuren als het doel is om een ​​RNA-kopie te maken van een stuk van een streng van een dubbelstrengs DNA-molecuul. We zullen zien dat het gebruik van enige basislogica ons in staat stelt om veel van de belangrijke vragen en dingen af ​​te leiden die we moeten weten om het proces goed te beschrijven.

Laten we ons voorstellen dat we een nanomachine/nanobot willen ontwerpen die transcriptie zou uitvoeren. We kunnen wat Design Challenge-denken gebruiken om problemen en subproblemen te identificeren die door onze kleine robot moeten worden opgelost.

&bull Het eerste dat we willen dat onze machine weet, is waar te beginnen. Waar moet de machine langs de miljoenen tot miljarden basenparen heen?
&bull Evenzo moeten we weten waar we moeten stoppen.
&bull Als we start- en stopsites hebben, hebben we manieren nodig om die informatie te coderen zodat onze machine(s) deze informatie kunnen lezen - hoe wordt dat bereikt?
&bull Hoeveel RNA-kopieën van het DNA moeten we maken?
&bull Hoe snel moeten de RNA-kopieën gemaakt worden?
&bull Hoe nauwkeurig moeten de kopieën worden gemaakt?
&bull Hoeveel energie kost het proces en waar komt de energie vandaan?

Dit zijn natuurlijk slechts enkele van de kernvragen. Men kan dieper graven als ze dat willen. Ze zijn echter al goed genoeg voor ons om een ​​goed gevoel te krijgen voor dit proces. Merk ook op dat veel van deze vragen opmerkelijk veel lijken op de vragen waarvan we concludeerden dat ze nodig zouden kunnen zijn om te begrijpen over DNA-replicatie.

De bouwstenen van transcriptie

De bouwstenen van RNA

Bedenk uit onze discussie over de structuur van nucleotiden dat de bouwstenen van RNA erg lijken op die in DNA. In RNA bestaan ​​de bouwstenen uit nucleotidetrifosfaten die zijn samengesteld uit een ribosesuiker, een stikstofbase en drie fosfaatgroepen. De belangrijkste verschillen tussen de bouwstenen van DNA en die van RNA is dat RNA-moleculen zijn samengesteld uit nucleotiden met ribosesuikers (in tegenstelling tot deoxyribosesuikers) en dat in plaats van thymidine (het thyminebevattende nucleotide) te gebruiken RNA uridine (een uracilbevattende nucleotide). Merk hieronder op dat uracil en thymine structureel erg op elkaar lijken - de uracil mist gewoon een methyl (CH3) functionele groep vergeleken met thymine.

De chemische basiscomponenten van nucleotiden.
Naamsvermelding: Marc T. Facciotti (origineel werk)

Transcriptie-initiatie

Promotors

Eiwitten die verantwoordelijk zijn voor het maken van een RNA-kopie van een bepaald stukje DNA (transcriptie) moeten eerst het begin van het te kopiëren element kunnen herkennen. EEN promotor is een DNA-sequentie waarop verschillende eiwitten, gezamenlijk bekend als de transcriptiemachinerie, binden en transcriptie initiëren. In de meeste gevallen bevinden promotoren zich stroomopwaarts (5' van het coderende gebied) van de genen die ze reguleren. De specifieke sequentie van een promotor is erg belangrijk omdat het bepaalt of het corresponderende coderende deel van het gen altijd, een deel van de tijd of niet vaak wordt getranscribeerd.

In de bacterie E coli, op de -10 en -35 regio's stroomopwaarts van de initiatieplaats (de plaats van het eerste nucleotide van het transcript), zijn er twee promotor overeenstemming sequenties, of regio's die vergelijkbaar zijn over veel promotors en over verschillende verwante soorten. Sommige promotors zullen een sequentie hebben die erg lijkt op de consensussequentie (de sequentie die de meest algemene sequentie-elementen bevat), en andere zullen er heel anders uitzien. Deze sequentievariaties beïnvloeden de sterkte waaraan de transcriptiemachinerie kan binden aan de promotor om transcriptie te initiëren. Dit helpt bij het controleren van het aantal transcripties dat wordt gemaakt en hoe vaak ze worden gemaakt.

(a) Een algemeen diagram van een gen. Het gen omvat de promotorsequentie, een niet-vertaalgebied (UTR) en de coderende sequentie. (b) Een lijst van verschillende sterke E. coli-promotersequenties. De -35-box en -10-box zijn sterk geconserveerde sequenties in de hele sterke promotorlijst. Zwakkere promotors zullen meer basenpaarverschillen hebben in vergelijking met deze sequenties. Bron: http://www.discoveryandinnovation.co. lezing12.html

Welke soorten interacties worden veranderd tussen de transcriptiemachinerie en het DNA wanneer de nucleotidesequentie van de promotor verandert? Waarom zouden sommige sequenties een "sterke" promotor creëren en waarom creëren andere een "zwakke" promotor?

Bacteriële versus eukaryote promotors

In bacteriële cellen is het -10-gebied AT-rijk, vaak TATAAT. Sequenties net stroomopwaarts van de -10, evenals de -35 (TTGACA) regio, worden herkend en gebonden door het eiwit &sigma ("sigmafactor"), een component van het holo-enzym RNA-polymerase. Zodra deze eiwit-DNA-interactie tot stand is gebracht, vergemakkelijkt de sigmafactor het afwikkelen van het -10-gebied en laadt het polymerase op de matrijsstreng. Sigma-factor helpt het polymerase dus bij het herkennen van promotorsequenties en het laden van het polymerase op de juiste plek, wijzend in de juiste richting. Interessant is dat E. coli verschillende sigmafactoren maakt. In verschillende situaties, bijvoorbeeld onder een bepaalde stress, zal de activering van een andere sigmafactor de typen genen veranderen die het vaakst door RNA-polymerase worden getranscribeerd. Sommige bacteriofagen hebben gebruik gemaakt van dit aspect van bacteriële transcriptie door hun faaggen-specifieke sigmafactoren te produceren die het RNA-polymerase van de gastheer kapen en het omleiden naar het faaggenoom.

Eukaryotische promoters zijn veel groter en complexer dan prokaryotische promoters, maar beide hebben een AT-rijk gebied - bij eukaryoten wordt het meestal een "TATA-box" genoemd. In het muisthymidinekinasegen bevindt de TATA-box zich bijvoorbeeld op ongeveer -30. Voor dit gen is de exacte TATA-boxsequentie TATAAAA, zoals afgelezen in de 5'-naar 3'-richting op de niet-matrijsstreng. This sequence is not identical to the E coli -10 region, but both share the quality of being A&ndashT rich elements.

Instead of a single bacterial polymerase, the genomes of most eukaryotes encode three different RNA polymerases, each made up of 10 protein subunits or more. Each eukaryotic polymerase also requires a distinct set of proteins known as transcription factors to recruit it to a promoter. The terminology for transcription factors is unfortunately rather inconsistent. Suffice it to say that there are many proteins that are always required to act simultaneously to load, for example, any RNA polymerase II (the polymerase that transcribes mRNAs). These are referred to as "basal" (or "general") transcription factors. In addition, an army of proteins may affect the frequency of the attraction of these basal factors to the promoters, the frequency of loading of RNA pol II, and even the "escape" of the pol II complex from eukaryotic promoters (so that it can actually perform transcription). Enhancers and silencers- both DNA sequences, not proteins- are recognized by these regulatory transcription factors. Basal transcription factors are crucial in the formation of a preinitiation complex on the DNA template that subsequently recruits RNA polymerase for transcription initiation.

Regardless of the details of bacterial vs. eukaryotic polymerase localization and orientation, initiation of transcription begins with the binding of RNA polymerase to the promoter. Transcription requires the DNA double helix to partially unwind such that one strand can be used as the template for RNA synthesis. Note that unwinding occurs within the polymerase RNA polymerase, unlike DNA polymerase, has an intrinsic helicase activity. Double stranded DNA is sucked into the enzyme (as are NTPs), and double stranded DNA, plus RNA, emerges. The region of unwinding is called a transcription bubble.

During elongation, RNA polymerase tracks along the DNA template, synthesizes mRNA in the 5' to 3' direction, and unwinds then rewinds the DNA as it is read. The "nontemplate" strand illustrated here is often called the "coding stand", simply because its sequence will match the sequence of the transcript.

Elongation

Transcription always proceeds from one of the two DNA strands, which is called the template strand. The RNA product is complementary to the template strand and is almost identical to the non-template strand, called the coding strand, with the exception that RNA contains a uracil (U) in place of the thymine (T) found in DNA. During elongation, an enzyme called RNA polymerase proceeds along the DNA template adding nucleotides by base pairing with the DNA template in a manner similar to DNA replication, with the difference that an RNA strand is being synthesized that does not remain bound to the DNA template. As elongation proceeds, the DNA is continuously unwound ahead of the core enzyme and rewound behind it. Note that the direction of synthesis is identical to that of synthesis in DNA - 5' to 3'.

During elongation, RNA polymerase tracks along the DNA template, synthesizes mRNA in the 5' to 3' direction, and unwinds then rewinds the DNA as it is read.

A) The addition of nucleotides during the process of transcription is very similar to nucleotide addition in DNA replication. The RNA is polymerized from 5' to 3' and with each addition of a nucleotide, a phosphoanhidride bond is hydrolized by the enzyme resulting in a longer polymer and the release of two inorganic phosphates.
Source: http://utminers.utep.edu/rwebb/html/. longation.html

Compare and contrast the energy story for the addition of a nucleotide in DNA replication to the addition of a nucleotide in transcription.

Bacterial vs Eukaryotic Elongation

In bacteria, elongation begins with the release of the &sigma subunit of the RNA polymerase holoenzyme. The dissociation of &sigma allows the core enzyme to proceed along the DNA template, synthesizing mRNA in the 5' to 3' direction at a rate of approximately 40 nucleotides per second. As elongation proceeds, the DNA is continuously unwound ahead of the core enzyme and rewound behind it. The base pairing between DNA and RNA is not stable enough to maintain the stability of the mRNA synthesis components. Instead, the RNA polymerase acts as a stable linker between the DNA template and the nascent RNA strands to ensure that elongation is not interrupted prematurely.

In eukaryotes, following the formation of the preinitiation complex, the polymerase is released from the other transcription factors, and elongation is allowed to proceed as it does in prokaryotes with the polymerase synthesizing pre-mRNA in the 5' to 3' direction. As discussed previously, RNA polymerase II transcribes the major share of eukaryotic genes, so this section will focus on how this polymerase accomplishes elongation and termination.

Termination

In Bacteria

Once a gene is transcribed, the bacterial polymerase needs to be instructed to dissociate from the DNA template and liberate the newly made mRNA. Depending on the gene being transcribed, there are two kinds of termination signals. One is protein-based and the other is RNA-based. Rho-dependent termination is controlled by the rho protein, which tracks along behind the polymerase on the growing mRNA chain. Near the end of the gene, the polymerase encounters a run of G nucleotides on the DNA template and it stalls. As a result, the rho protein collides with the polymerase. The interaction with rho releases the mRNA from the transcription bubble.

Rho-independent termination is controlled by specific sequences in the DNA template strand. As the polymerase nears the end of the gene being transcribed, it encounters a region rich in C&ndashG nucleotides. The mRNA folds back on itself, and the complementary C&ndashG nucleotides bind together. The result is a stable hairpin that causes the polymerase to stall as soon as it begins to transcribe a region rich in A&ndashT nucleotides. The complementary U&ndashA region of the mRNA transcript forms only a weak interaction with the template DNA. This, coupled with the stalled polymerase, induces enough instability for the core enzyme to break away and liberate the new mRNA transcript.

In Eukaryotes

The termination of transcription is different for the different polymerases. Unlike in prokaryotes, elongation by RNA polymerase II in eukaryotes takes place 1,000&ndash2,000 nucleotides beyond the end of the gene being transcribed. This pre-mRNA tail is subsequently removed by cleavage during mRNA processing. On the other hand, RNA polymerases I and III require termination signals. Genes transcribed by RNA polymerase I contain a specific 18-nucleotide sequence that is recognized by a termination protein. The process of termination in RNA polymerase III involves an mRNA hairpin similar to rho-independent termination of transcription in prokaryotes.

In Archaea

Termination of transcription in the archaea is far less studied than in the other two domains of life and is still not well understood. While the functional details are likely to resemble mechanisms that have been seen in the other domains of life the details are beyond the scope of this course.

Cellular Location

In bacteria and archaea

In bacteria and archaea, transcription occurs in the cytoplasm, where the DNA is located. Because the location of the DNA, and thus the process of transcription, is not physically segregated from the rest of the cell, translation often starts before transcription has finished. This means that mRNA in bacteria and archaea is used as the template for a protein before the entire mRNA is produced. The lack of spacial segregation also means that there is very little temporal segregation for these processes. The image below shows the processes of transcription and translation occurring simultaneously.

Here the pale blue circles represent RNA polymerases proceeding along a DNA template (from left to right). Note that multiple polymerases can load sequentially onto a single gene. Because this is a prokaryote, ribosomes can begin to use a transcript to synthesize protein before the transcript is complete. Note also that multiple ribosomes can sequentially load onto a single transcript.
Source: Marc T. Facciotti (own work)

In Eukaryotes.

In eukaryotes, the process of transcription is physically segregated from the rest of the cell, sequestered inside of the nucleus. This results in two things: the mRNA is completed before translation can start, and there is time to "adjust" or "edit" the mRNA before translation starts. The physical separation of these processes gives eukaryotes a chance to alter the mRNA in such a way as to: extend the lifespan of the mRNA or even alter the protein product that will be produced from the mRNA.

MRNA Processing

5' G-Cap and 3' Poly-A tail

When a eukaryotic gene is transcribed, the primary transcript is processed in the nucleus in several ways. Eukaryotic mRNAs are modified at the 3' end by the addition of a poly-A tail. This run of A residues is added by an enzyme that does not use genomic DNA as a template. Additionally, the mRNAs have a chemical modification of the 5' end, called a 5'-cap. Data suggests that these modifications both help to increase the lifespan of the mRNA (prevent its premature degradation in the cytoplasm) as well as to help the mRNA initiate translation.

Figure: An example of an almost-completely eukaryotic transcript and the signals required for addition of the polyA tail (not yet added!). These signal will be cleaved from the transcript upon addition of the tail.

Figure: the 5' cap of eukaryotic transcripts. Often the first 2 nucleotides (here purple) of the mRNA are modified also. Note the odd 5' to 5' linkage.

"Splicing" of eukaryotic mRNAs refers to the removal of noncoding sequences (referred to as introns) embedded within the coding region of the transcript (the exons) (see below). Dr. Britt's section will not discuss splicing at length, except to refer to it as a process that must occur before the mRNA is fully mature and can be shipped to the cytoplasm for translation.