aloittamista

aloittamista on ensimmäinen vaihe ja siten valmistautuminen käännökseen, transkriptioon ja replikaatioon. Yhdessä nämä vaiheet johtavat olennaisesti geeniekspressioon. Aloittelulla on myös rooli patofysiologiassa sellaisten sairauksien kuten syövän suhteen.

Mikä on aloitus?

Translaation aikana kopioitu geneettinen tieto johtaa proteiinien synteesiin elävien organismien soluissa. Sitä vastoin transkriptio on RNA: n synteesiä käyttämällä DNA: ta templaattina, josta RNA luodaan.

Kuten translaatio, myös transkriptio on olennainen osa geeniekspressiota. Genetiikassa replikaatio on DNA-kopioiden tuotantoa. Jokainen mainituista prosesseista koostuu useista vaiheista. Sekä replikaation että translaation ja transkription ensimmäinen vaihe on aloitus. Aloittaminen on aloitusprosessi kaikille geeniekspression komponenteille. Aloitusta edeltää pääsääntöisesti niin kutsuttu nk. Aloituskompleksi.

Transkription, translaation ja replikaation aloitukset eroavat niiden sekvenssin luonteesta ja tarkoituksesta. Lisäksi aloitusaste eroaa elämämuodosta ja on siten erilainen eukaryooteissa kuin prokaryooteissa.

Toiminto ja tehtävä

Esi-aloituskompleksi muodostetaan kääntämisen aloittamiseksi. Tämä kompleksi koostuu ribosomin ns. 40S-alayksiköstä ja initiaattorista tRNAMet. Se sisältää myös GTP- ja aloituskertoimet. Näiden elementtien yhdistelmä tunnistaa kypsän mRNA: n 5'-päässä, voi sitoa niitä ja tutkia niitä myöhemmässä analyysivaiheessa 5'-3'-suunnasta.

Nämä prosessit tapahtuvat, kunnes tutkittava kompleksi tunnistaa ns. Aloituskodonin tai AUG: n. Tunnistettuaan tämän kodonin, 60S-ribosomaalinen alayksikkö sitoutuu siihen, aiheuttaen aloituskertoimet liukenemaan. Vasta silloin mRNA-käännös voi tapahtua käännöksen merkityksessä.

Geeniekspressiivinen transkription vaihe kaikissa eukaryooteissa riippuu myös esi-aloituskompleksista, joka koostuu erilaisista transkriptiotekijöistä. Kompleksiin kuuluvat tekijät, kuten TFIIA, TFIID, TFIIB ja TFIIF.

DNA-templaatti syötetään RNA-polymeraasin katalyyttiseen keskukseen ensimmäisen fosfodiesterisidoksen muodostumisen helpottamiseksi. Varsinainen transkriptio aloitetaan vain tämän osittaisen vaiheen kautta. Replikoinnin aloitusvaiheessa DNA: n replikaatio käynnistyy jälleen murtamalla DNA: n kaksoiskierre. Tämä hajoaminen tapahtuu tietyssä kohdassa DNA: ssa ja toteutetaan Helikaasin avulla.

Primaasilla leimaamisen jälkeen polymeraasi löytyy rikkoutuneesta DNA: sta ja kertyy. Replikoitumisen alussa spiraalinen DNA on läsnä solussa epäjärjestyksessä, pyöreässä tai lineaarisessa järjestelyssä ja on myös kiertynyt. Replikoituakseen eukaryoottinen DNA on ensin kiertynyt, mikä johtaa DNA: n kaksoisjuosteiden lisääntyvään kiertymiseen. Replikaation aloittamisen aikana tapahtuu myös DNA-juosteiden pilkkominen.

Replikointivaiheen aloittamiseksi vaaditaan ns. Replikaation aloituskohta, josta lähtökohta riippuu. Tästä lähtökohdasta vety sidos yksittäisten juosteiden emästen välillä katkeaa käynnistyksen aikana. Säikeiden avaamisen jälkeen pohjustus tapahtuu. Pala RNA: ta, jota kutsutaan myös alukkeeksi, kiinnitetään vapaisiin yksittäisiin juosteisiin käyttämällä RNA-polymeraasiprimaasia.

Tämä kompleksi vastaa primosomia ja DNA-polymeraasi käyttää sitä "lähtöaineena". Kun DNA-polymeraasi alkaa syntetisoida DNA: n toinen juoste, se toimii läpi loppuun. Siten jokainen replikaation säätely tapahtuu aloitusvaiheessa.

Sairaudet ja vaivat

Patofysiologiassa aloituskäsityksellä on merkitys etenkin syöpäsolujen yhteydessä. Pahanlaatuisten prosessien aloittaminen johtuu pääasiassa altistumisesta haitallisille ja mutanogeenisille vaikutuksille. Karsinogeneesin geneettisiin mekanismeihin sisältyy pistemutaatio, monistuminen, deleetio ja kromosomien uudelleenjärjestely.

Tässä yhteydessä pistemutaatio on variantti geenimutaatiosta, jossa DNA: ssa tapahtuu spesifisen nukleotidin vaihto, lisäys tai korvaaminen. Pistemutaatiot voivat siis olla substituutioita, siirtymiä ja transversioita, insertioita tai deleetioita. Pistemutaatio johtaa muutoksiin geenituotteessa proteiinisynteesissä.

Amplifikaation aikana tapahtuu soluprosessi tai molekyyligeneettinen prosessi nukleiinihapon replikoimiseksi, mikä johtaa syöpää aiheuttavassa karsinogeneesiin. Deleetiot puolestaan ​​vastaavat DNA-osien menetystä, joka voi vastaa yksittäisten emästen tai suurempien emässekvenssien menetystä kokonaisten kromosomiosien mielessä. Jos vaikutetaan vain yksittäisiin emäksiin, deleetio tapahtuu yleensä osana pistemutaatiota. Jos koko kromosomi muuttuu deleetiolla, sitä kutsutaan kromosomipoikkeavuudeksi.

Karsinogeneesin suhteen näitä prosesseja tutkitaan tutkimalla niiden merkitystä pahanlaatuisten solujen aloittamisessa. Tutkimuksen tavoitteena on kehittää erilaisia ​​toimenpiteitä syövän ehkäisyyn. Karsinogeneesin yhteydessä aloitus edustaa ensimmäistä vaihetta ja tiivistää mutaation, jonka solu läpikäynee syöpää aiheuttavan vaikutuksen vuoksi. Teoriassa tämä mutaatio voidaan eliminoida DNA: n korjauksella tai kytkeä pois päältä apoptoosilla (solukuolema).

Erityisesti vanhemmilla potilailla DNA: n korjausmekanismit eivät kuitenkaan ole enää riittävän vahvoja mutaation poistamiseksi. Karsinogeeninen mutaatio on siten peruuttamaton. Tällainen mutaatio vaikuttaa aina karsinogeneesissä olevaan geeniin, joka ohjaa solusykliä ja solunjakoa. Syöpää aiheuttavat aineet ovat genotoksisia aineita, jotka aiheuttavat pahanlaatuisia aloituksia ja aiheuttavat välttämättä mutaatiota.