phiên mã

Quá trình của phiên mã Trong sinh học, nó liên quan đến quá trình sao chép một phần của sợi DNA thành một sợi RNA thông tin (mRNA). Sau đó mRNA chứa trình tự cơ sở nucleic bổ sung cho một phần của DNA. Quá trình phiên mã tiếp theo diễn ra ở tất cả các sinh vật nhân chuẩn, bao gồm cả người, trong nhân tế bào, trong khi quá trình dịch mã tiếp theo, quá trình dịch mã mRNA thành một protein cụ thể trong tế bào chất, diễn ra trên ribosome.

Phiên mã là gì?

Quá trình phiên mã là giai đoạn đầu tiên trong quá trình chuyển đổi thông tin di truyền thành protein, ngược lại với quá trình sao chép, vấn đề không phải là tạo ra một bản sao của toàn bộ bộ gen, mà luôn chỉ của một số phần nhất định của sợi DNA.

Tại một đoạn nhất định của sợi DNA, liên kết với sợi bổ sung của nó trong chuỗi xoắn kép đầu tiên bị phá vỡ bằng cách bẻ gãy các liên kết hydro. Việc bổ sung nucleotide RNA tự do vào khu vực được sao chép sẽ tạo ra một phần bổ sung mới, tuy nhiên, phần này bao gồm các axit ribonucleic chứ không phải axit deoxyribonucleic như trong DNA.

Đoạn ARN tạo thành thực tế là bản sao hoạt động của đoạn ADN và được gọi là ARN thông tin (mRNA). MRNA phát sinh trong nhân tế bào tách ra khỏi DNA và được vận chuyển qua màng nhân tế bào vào tế bào, nơi diễn ra quá trình dịch mã, chuyển đổi các codon RNA thành chuỗi axit amin tương ứng, tức là tổng hợp protein.

Trình tự ba (bộ ba) nucleobase trên mRNA, được gọi là codon, xác định mỗi loại một axit amin. Theo trình tự của các codon mRNA, các axit amin tương ứng được lắp ráp thành polypeptit và protein thông qua liên kết peptit.

Chức năng & nhiệm vụ

Trong sinh học, phiên mã thực hiện bước đầu tiên trong hai quá trình chính là chuyển đổi thông tin di truyền, vốn có sẵn dưới dạng trình tự của các nucleobase DNA, thành quá trình tổng hợp protein. Thông tin di truyền bao gồm trình tự của ba, được gọi là bộ ba hoặc codon, mỗi chuỗi là viết tắt của một axit amin, theo đó một số axit amin cũng có thể được xác định bởi các codon khác nhau.

Chức năng của phiên mã bao gồm việc tạo ra một sợi mRNA, các nucleobase trong đó - trong trường hợp này là các bazơ ribonuclein chứ không phải các bazơ deoxyribonuclein - tương ứng với kiểu bổ sung của đoạn DNA biểu hiện. Do đó mRNA được tạo ra tương ứng với một loại khuôn âm tính của đoạn gen biểu hiện, có thể được sử dụng để tổng hợp một lần protein mã hóa và sau đó được tái chế lại.

Quá trình chính thứ hai để chuyển đổi thông tin di truyền thành các protein cụ thể là dịch mã, trong quá trình đó các axit amin được xâu chuỗi với nhau và liên kết peptid để tạo thành protein theo mã hóa của mRNA.

Phiên mã cho phép thông tin di truyền được đọc một cách chọn lọc và vận chuyển dưới dạng các bản sao bổ sung ra khỏi nhân tế bào vào tế bào và độc lập với đoạn DNA tương ứng, để tạo ra các protein.

Một trong những ưu điểm của phiên mã là các phần của một sợi DNA đơn có thể được biểu hiện để sản xuất mRNA mà không cần toàn bộ gen phải tiếp xúc với những thay đổi sinh lý liên tục và do đó có nguy cơ đột biến hoặc thay đổi đặc tính của nó.

Một lợi thế khác của phiên mã là cái gọi là nối và các kiểu xử lý khác của mRNA. Quá trình nối đầu tiên giải phóng mRNA khỏi cái gọi là intron, khỏi các codon vô chức năng không mã cho các axit amin. Ngoài ra, các nucleotide adenine có thể được gắn vào mRNA bằng cách sử dụng enzyme poly (A) polymerase.

Ở người, cũng như các loài động vật có vú khác, phần phụ này, được gọi là đuôi poly (A), bao gồm khoảng 250 nucleotide. Đuôi poly (A) ngắn lại khi tuổi của phân tử mRNA tăng lên và quyết định thời gian bán hủy sinh học của nó. Ngay cả khi không phải tất cả các chức năng và nhiệm vụ của đuôi poly (A) đều được biết đến đầy đủ, thì ít nhất cũng có vẻ chắc chắn rằng nó bảo vệ phân tử mRNA khỏi sự suy thoái và cải thiện khả năng chuyển đổi (khả năng dịch mã) thành protein.

Bệnh tật & ốm đau

Tương tự như quá trình phân chia tế bào, nơi các lỗi trong quá trình sao chép của bộ gen có thể xảy ra, vấn đề phổ biến nhất liên quan đến phiên mã là "lỗi sao chép". Một codon bị "quên" trong quá trình tổng hợp mRNA hoặc một codon mRNA không chính xác được tạo ra cho một codon DNA nhất định.

Người ta ước tính rằng một lỗi sao chép như vậy xảy ra trong khoảng 1.000 bản sao. Trong cả hai trường hợp, một protein được tổng hợp tích hợp một axit amin không mong muốn ở ít nhất một nơi. Phạm vi ảnh hưởng từ 'không đáng chú ý' đến sự thất bại hoàn toàn của protein tổng hợp.

Nếu một đột biến gen xảy ra trong quá trình sao chép hoặc do các trường hợp khác, thì trình tự nucleobase bị đột biến sẽ được phiên mã, vì quá trình phiên mã cũng không bao gồm việc kiểm tra các codon về "tính đúng".

Tuy nhiên, cơ thể có một cơ chế sửa chữa DNA mạnh mẽ, trong đó hơn 100 gen liên quan đến con người. Cơ chế này bao gồm một hệ thống khéo léo sửa chữa ngay lập tức đột biến gen hoặc thay thế trình tự cơ sở nhân bị hỏng, hoặc giảm thiểu tác động nếu hai khả năng trước đây bị loại bỏ.

Thực tế là quá trình phiên mã diễn ra mà không cần kiểm tra trước các gen tiềm ẩn nguy cơ quá trình phiên mã cũng có thể liên quan đến sự lây lan của vi rút nếu vi rút tiêm DNA của chính chúng vào tế bào chủ và khiến tế bào chủ tạo ra bộ gen. của virus, hoặc các phần của chúng, bằng cách sao chép hoặc phiên mã. Những thứ này sau đó có thể gây ra bệnh tương ứng. Về nguyên tắc, điều này áp dụng cho tất cả các loại vi rút.