иницијација

Тхе иницијација је први корак и самим тим припрема за превођење, транскрипцију и копирање. Заједно, ове фазе у основи воде до експресије гена. Иницијација такође игра улогу у патофизиологији у односу на болести попут рака.

Шта је иницијација?

Током превођења копиране генетске информације доводе до синтезе протеина унутар ћелија живих организама. Супротно томе, транскрипција је синтеза РНА користећи ДНК као образац из кога се ствара РНА.

Као и превод, транскрипција је битан део експресије гена. У генетици, репликација је производња ДНК копија. Сваки од наведених процеса састоји се од неколико фаза. Прва фаза и репликације и превођења и транскрипције је иницијација. Иницијација је почетни процес за све компоненте експресије гена. По правилу иницијацији претходи стварање такозваног комплекса пре иницијације.

Иницијације транскрипције, превођења и репликације разликују се по природи и сврси њихове секвенце. Поред тога, фаза иницијације разликује се од животног облика и зато је различита код еукариота него у прокариота.

Функција и задатак

За започињање превода формира се комплекс преиницијације. Овај комплекс састоји се од такозване 40С подјединице рибосома и иницијатора тРНАМет. Такође укључује факторе ГТП и иницијације. Комбинација ових елемената препознаје зрелу мРНА на 5 'крају, може их везати и прегледати у наредном кораку анализе из правца 5' → 3 '.

Ови процеси се одвијају све док комплекс који се испитује не препозна такозвани стартни кодон или АУГ. Након препознавања овог кодона, рибосомална подјединица 60С се на њега веже, изазивајући растварање фактора иницијације. Тек тада се мРНА превод може извршити у смислу превођења.

Корак транскрипције гена-експресивног у свих еукариота такође зависи од комплекса пре започињања који се састоји од различитих фактора транскрипције. Фактори попут ТФИИА, ТФИИД, ТФИИБ и ТФИИФ су укључени у комплекс.

ДНА образац се доводи у каталитички центар РНА полимеразе да би се олакшало формирање прве фосфодиестерске везе. Стварна транскрипција покреће се само кроз овај парцијални корак. У фази иницијације репликације, репликација ДНК се поново покреће разбијањем двоструке спирале ДНК. Разбијање се дешава у одређеној тачки ДНК и реализује се уз помоћ Хелицасе-а.

Након обележавања примом, на сломљеној ДНК налази се полимераза и накупља се. На почетку репликације спирални ДНК је присутан у ћелији у неуређеном, кружном или линеарном распореду и такође је уврнут. Да би се реплицирала, најприје се мора одвити еукариотска ДНК, што доводи до све већег увијања двоструких ланаца ДНК. Током покретања репликације такође се врши цепање ДНК ланаца.

За започињање фазе репликације потребно је такозвано подријетло репликације, од чега зависи полазиште. При овом настанку, водонична веза између база појединачних ланаца се прекида током иницијације. Након што се праменови отворе, врши се пралирање. Комад РНА, који се такође назива прајмер, везан је за слободне појединачне нити помоћу РНА полимеразне примазе.

Овај комплекс одговара примосому и користи га ДНК полимераза као "почетно помагало". Када ДНК полимераза почне да синтетише други ланац ДНК, она пролази пут ка укидању. Стога се свака регулација репликације одвија унутар фазе иницијације.

Болести и тегобе

У патофизиологији концепт иницијације игра улогу посебно у вези са ћелијама рака. Покретање малигних процеса у основи је последица излагања штетним и мутаногеним утицајима. Генетски механизми карциногенезе укључују мутацију тачака, појачавање, брисање и преуређивање хромозома.

У овом контексту, тачка мутације је варијанта мутације гена у којој постоји размена, додавање или замена одређеног нуклеотида унутар ДНК. Точне мутације могу, дакле, бити супституције, прелази и трансверзије, убацивања или брисања. Точка мутације доводи до промена у генском производу у синтези протеина.

Током амплификације долази до ћелијског процеса или молекуларно-генетског процеса да би се реплицирала нуклеинска киселина, што доводи до карциногенезе у случају рака. Делеције заузврат одговарају губитку ДНК сегмената, што може одговарати губитку појединих база или већих базних секвенци у смислу целих сегмената хромозома. Ако су погођене само поједине базе, брисање се обично дешава као део точкасте мутације. Ако се целим хромосомом измени брисањем, то се назива аберација хромозома.

С обзиром на канцерогенезу, ови процеси се испитују истраживањем њихове улоге у покретању малигних ћелија. Циљ ових истраживачких напора је развој различитих мера за превенцију рака. У вези са карциногенезом, иницијација представља први корак и резимира мутацију кроз коју ћелија пролази због канцерогена. Теоретски, ова мутација се може елиминисати поправком ДНК или искључити апоптозом (ћелијска смрт).

Међутим, посебно код старијих пацијената, механизми поправке ДНК више нису довољно јаки да елиминишу мутацију. Канцерогена мутација је стога неповратна. Таква мутација увек утиче на ген у карциногенези који контролише ћелијски циклус и деобу ћелије. Канцерогени су генотоксичне материје које изазивају малигне иницијације и нужно узрокују мутацију.