bắt đầu

Các bắt đầu là bước đầu tiên và do đó là bước chuẩn bị cho quá trình dịch mã, phiên mã và sao chép. Cùng với nhau, các giai đoạn này về cơ bản dẫn đến biểu hiện gen. Khởi đầu cũng đóng một vai trò trong sinh lý bệnh liên quan đến các bệnh như ung thư.

Khai tâm là gì?

Trong quá trình dịch mã, thông tin di truyền được sao chép dẫn đến sự tổng hợp các protein trong tế bào của sinh vật sống. Ngược lại, phiên mã là quá trình tổng hợp RNA sử dụng DNA làm khuôn mẫu, từ đó RNA được tạo ra.

Giống như dịch mã, phiên mã là một phần thiết yếu của sự biểu hiện gen. Trong di truyền học, sao chép là sản xuất các bản sao DNA. Mỗi quy trình được đề cập bao gồm một số giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên của cả quá trình sao chép và dịch mã và phiên mã là giai đoạn khởi đầu. Khởi đầu là quá trình bắt đầu cho tất cả các thành phần của biểu hiện gen. Như một quy luật, sự khởi tạo trước khi tạo ra một phức hợp gọi là tiền khởi tạo.

Các bước khởi đầu của phiên mã, dịch mã và sao chép khác nhau về bản chất và mục đích của trình tự. Ngoài ra, giai đoạn khởi đầu khác với dạng sống và do đó ở sinh vật nhân thực cũng khác với sinh vật nhân sơ.

Chức năng & nhiệm vụ

Một phức hợp tiền khởi đầu được hình thành để bắt đầu quá trình dịch. Phức hợp này bao gồm cái gọi là tiểu đơn vị 40S của ribosome và tRNAMet khởi đầu. Nó cũng bao gồm GTP và các yếu tố khởi đầu. Sự kết hợp của các yếu tố này nhận biết mRNA trưởng thành ở đầu 5 ', có thể liên kết chúng và kiểm tra chúng trong bước phân tích tiếp theo từ hướng 5' → 3 '.

Các quá trình này diễn ra cho đến khi phức hợp được kiểm tra nhận ra cái gọi là codon bắt đầu hoặc AUG. Sau khi nhận ra codon này, tiểu đơn vị 60S của ribosom liên kết với nó, làm cho các yếu tố khởi đầu tan biến. Chỉ khi đó, quá trình dịch mã mRNA mới diễn ra theo nghĩa dịch mã.

Bước biểu hiện gen của quá trình phiên mã ở tất cả sinh vật nhân thực cũng phụ thuộc vào một phức hợp khởi đầu, bao gồm các yếu tố phiên mã khác nhau. Các yếu tố như TFIIA, TFIID, TFIIB và TFIIF có liên quan đến phức hợp.

Khuôn mẫu của DNA được đưa đến trung tâm xúc tác của RNA polymerase để tạo điều kiện hình thành liên kết phosphodiester đầu tiên. Phiên mã thực sự chỉ được bắt đầu thông qua bước một phần này. Trong giai đoạn bắt đầu của quá trình sao chép, quá trình sao chép của DNA lại được kích hoạt bằng cách bẻ gãy chuỗi xoắn kép DNA. Sự phá vỡ này diễn ra tại một điểm cụ thể trong DNA và được thực hiện với sự trợ giúp của Helicase.

Sau khi gắn nhãn với primase, một polymerase được tìm thấy trên DNA bị hỏng và tích tụ. Khi bắt đầu sao chép, DNA dạng xoắn có trong tế bào sắp xếp không trật tự, hình tròn hoặc mạch thẳng và cũng có dạng xoắn. Để được sao chép, DNA của sinh vật nhân thực trước tiên phải được tháo xoắn, dẫn đến sự xoắn ngày càng tăng của các sợi kép DNA. Trong quá trình bắt đầu sao chép, sự phân cắt của các sợi DNA cũng diễn ra.

Để bắt đầu giai đoạn sao chép, cái gọi là nguồn gốc sao chép là bắt buộc, mà điểm bắt đầu phụ thuộc vào đó. Tại nguồn gốc này, liên kết hydro giữa các gốc của các sợi đơn bị phá vỡ trong quá trình khởi tạo. Sau khi mở các sợi, quá trình sơn lót diễn ra. Một đoạn RNA, còn được gọi là đoạn mồi, được gắn vào các sợi đơn tự do bằng cách sử dụng RNA polymerase primase.

Phức hợp này tương ứng với primosome và được DNA polymerase sử dụng như một "chất hỗ trợ khởi đầu". Khi DNA polymerase bắt đầu tổng hợp chuỗi DNA thứ hai, nó hoạt động theo cách của mình cho đến khi kết thúc. Vì vậy, mọi quy định về sao chép đều diễn ra trong giai đoạn bắt đầu.

Bệnh tật & ốm đau

Trong sinh lý bệnh, thuật ngữ khởi đầu có vai trò đặc biệt liên quan đến tế bào ung thư. Sự bắt đầu của các quá trình ác tính về cơ bản là do tiếp xúc với các ảnh hưởng có hại và gây đột biến. Các cơ chế di truyền của chất sinh ung thư bao gồm đột biến điểm, khuếch đại, mất đoạn và sắp xếp lại nhiễm sắc thể.

Trong bối cảnh này, đột biến điểm là một dạng biến thể của đột biến gen, trong đó có sự trao đổi, bổ sung hoặc thay thế một nucleotide cụ thể trong DNA. Do đó, đột biến điểm có thể là thay thế, chuyển tiếp và chuyển đoạn, chèn hoặc xóa. Đột biến điểm dẫn đến thay đổi sản phẩm của gen trong quá trình tổng hợp prôtêin.

Trong quá trình khuếch đại, một quá trình tế bào hoặc quá trình di truyền phân tử diễn ra để sao chép axit nucleic, dẫn đến chất sinh ung thư trong trường hợp ung thư. Lần lượt, sự xóa tương ứng với việc mất các đoạn DNA, có thể tương ứng với việc mất các base riêng lẻ hoặc các chuỗi base lớn hơn theo nghĩa của toàn bộ các đoạn nhiễm sắc thể. Nếu chỉ có các bazơ riêng lẻ bị ảnh hưởng, sự xóa bỏ thường xảy ra như một phần của đột biến điểm. Nếu toàn bộ nhiễm sắc thể bị thay đổi do mất đoạn, nó được gọi là hiện tượng sai lệch nhiễm sắc thể.

Liên quan đến sinh ung thư, các quá trình được đề cập được nghiên cứu kiểm tra vai trò của chúng trong việc hình thành các tế bào ác tính. Mục đích của những nỗ lực nghiên cứu này là phát triển các biện pháp khác nhau để phòng chống ung thư. Liên quan đến quá trình sinh ung thư, sự khởi đầu thể hiện bước đầu tiên và tóm tắt sự đột biến mà một tế bào phải trải qua do chất gây ung thư. Về mặt lý thuyết, đột biến này có thể được loại bỏ bằng cách sửa chữa DNA hoặc tắt bằng quá trình apoptosis (chết tế bào).

Tuy nhiên, đặc biệt là ở những bệnh nhân lớn tuổi, cơ chế sửa chữa DNA không còn đủ mạnh để loại bỏ đột biến. Do đó, đột biến gây ung thư là không thể đảo ngược. Một đột biến như vậy luôn ảnh hưởng đến một gen trong chất sinh ung thư kiểm soát chu kỳ tế bào và phân chia tế bào. Chất gây ung thư là những chất gây độc gen gây ra sự khởi đầu ác tính và nhất thiết phải gây ra đột biến.