iniţiere

iniţiere este primul pas și astfel pregătirea traducerii, transcrierii și replicării. Împreună, aceste faze conduc în esență la exprimarea genelor. Inițierea joacă, de asemenea, un rol în fiziopatologia în raport cu boli precum cancerul.

Ce este inițierea?

În timpul traducerii, informațiile genetice copiate duc la sinteza proteinelor din celulele organismelor vii. În schimb, transcrierea este sinteza ARN folosind ADN ca șablon, din care este creat ARN.

Ca și traducere, transcrierea este o parte esențială a expresiei genice. În genetică, replicarea este producerea de copii ADN. Fiecare dintre procesele menționate constă din mai multe faze. Prima fază a replicării și a traducerii și a transcrierii este inițierea. Inițierea este procesul de pornire pentru toate componentele expresiei genice. De regulă, inițierea este precedată de crearea unui așa-numit complex de pre-inițiere.

Inițierile transcrierii, traducerii și replicării diferă prin natura și scopul secvenței lor. În plus, faza de inițiere diferă de forma de viață și, prin urmare, este diferită în eucariote decât în ​​procariote.

Funcție și sarcină

Un complex de pre-inițiere este format pentru a începe traducerea. Acest complex este format din așa-numita subunitate 40S a ribozomului și inițiatorul tRNAMet. De asemenea, include GTP și factori de inițiere. Conexiunea acestor elemente recunoaște mRNA matur la capătul 5 ', le poate lega și examina într-o etapă de analiză ulterioară din direcția 5' → 3 '.

Aceste procese au loc până când complexul care urmează să fie investigat recunoaște un așa-numit codon start sau AUG. După recunoașterea acestui codon, subunitatea ribozomală 60S se leagă de ea, determinând dizolvarea factorilor de inițiere. Abia atunci traducerea ARNm poate avea loc în sensul traducerii.

Etapa expresivă a transcripției genice în toate eucariotele depinde, de asemenea, de un complex de inițiere, care constă din diferiți factori de transcripție. Factorii precum TFIIA, TFIID, TFIIB și TFIIF sunt implicați în complex.

Șablonul ADN este alimentat la centrul catalitic al ARN polimerazei pentru a facilita formarea unei prime legături fosfodiester. Transcrierea propriu-zisă este inițiată doar prin acest pas parțial. În faza de inițiere a replicării, replicarea ADN-ului este declanșată din nou prin ruperea dublei helixuri a ADN-ului. Această despartire are loc într-un anumit punct al ADN-ului și este implementată cu ajutorul Helicazei.

După etichetarea cu primază, o polimerază se găsește pe ADN-ul spart și se acumulează. La începutul replicării, ADN elicoidal este prezent în celulă într-un aranjament dezordonat, circular sau liniar și este, de asemenea, răsucit. Pentru a putea fi replicat, ADN-ul eucariot trebuie mai întâi să nu fie tratat, ceea ce duce la o răsucire din ce în ce mai mare a ADN-urilor duble. În timpul inițierii replicării, are loc și clivajul catenelor ADN.

Pentru inițierea fazei de replicare, este necesară așa-numita origine de replicare, de care depinde punctul de plecare. La această origine, legătura de hidrogen între bazele catenelor unice este ruptă în timpul inițierii. În urma deschiderii șuvițelor, are loc amorsarea. O bucată de ARN, care se mai numește grund, este atașată la catenele unice libere, folosind ARN polimeraza primază.

Acest complex corespunde primosomului și este utilizat de ADN-ul polimerazei ca „ajutor de pornire”. Când ADN-ul polimeraza începe să sintetizeze cea de-a doua catena de ADN, acesta își desfășoară drumul până la terminare. Astfel, fiecare reglementare a replicării are loc în faza de inițiere.

Boli și afecțiuni

În fiziopatologie, conceptul de inițiere joacă un rol mai ales în legătură cu celulele canceroase. Inițierea proceselor maligne se datorează în principal expunerii la influențe nocive și mutanogene. Mecanismele genetice ale carcinogenezei includ mutația punctelor, amplificarea, ștergerea și rearanjarea cromozomilor.

În acest context, mutația punctuală este o variantă a mutației genice, în care există un schimb, adăugare sau înlocuire a unui nucleotid specific în cadrul ADN-ului. Prin urmare, mutațiile punctuale pot fi substituții, tranziții și transversiuni, inserții sau ștergeri. Mutația punctuală duce la modificări ale produsului genic în sinteza proteinelor.

În timpul amplificării, are loc un proces celular sau un procedeu genetic molecular pentru replicarea acidului nucleic, ceea ce duce la carcinogeneză în cazul cancerului. Ștergerile corespund, la rândul lor, unei pierderi de secțiuni ADN, care pot corespunde pierderii de baze individuale sau secvențe de baze mai mari în sensul secțiunilor întregi de cromozomi. Dacă sunt afectate doar baze individuale, ștergerea apare de obicei ca parte a unei mutații punctuale. Dacă un întreg cromozom este schimbat prin ștergere, acesta este denumit aberație cromozomială.

În ceea ce privește carcinogeneza, aceste procese sunt examinate de cercetare pentru rolul lor în inițierea celulelor maligne. Scopul acestor eforturi de cercetare este dezvoltarea diferitelor măsuri pentru prevenirea cancerului. În legătură cu carcinogeneza, inițierea reprezintă prima etapă și rezumă mutația prin care trece o celulă din cauza unui cancerigen. Teoretic, această mutație poate fi eliminată prin repararea ADN-ului sau oprită prin apoptoză (moartea celulelor).

Cu toate acestea, mai ales la pacienții mai în vârstă, mecanismele de reparare a ADN-ului nu mai sunt suficient de puternice pentru a elimina mutația. Mutația cancerigenă este astfel ireversibilă. O astfel de mutație afectează întotdeauna o genă în carcinogeneză care controlează ciclul celular și diviziunea celulară. Carcinogenii sunt substanțe genotoxice care provoacă inițierea malignă și cauzează în mod necesar mutații.