Initiasjon er det første trinnet og dermed forberedelsen for oversettelse, transkripsjon og replikering. Sammen er disse trinnene egentlig føre til gen uttrykk. Initiasjon spiller også en rolle i patofysiologi med hensyn til sykdommer som kreft.
Hva er innvielse?
Initiasjon er det første trinnet og dermed forberedelsen for oversettelse, transkripsjon og replikering. Sammen er disse trinnene egentlig føre til gen uttrykk. Oversettelse innebærer syntesen av proteiner i cellene til levende organismer ved hjelp av kopiert genetisk informasjon. Transkripsjon er derimot syntesen av RNA ved hjelp av DNA som mal, noe som resulterer i RNA. I likhet med oversettelse er transkripsjon en viktig del av gen uttrykk. Innenfor genetikk, replikasjon er produksjon av DNA-kopier. Hver av de ovennevnte prosessene består av flere faser. Den første fasen av både replikering, oversettelse og transkripsjon er initiering. Dermed er initiering startprosessen til alle komponentene i genuttrykk. Vanligvis foregår innvielse av produksjonen av et såkalt preinitiasjonskompleks. Initiasjonene til transkripsjon, oversettelse og replikering skiller seg fra hverandre når det gjelder prosessen. I tillegg er innvielsesfasen forskjellig fra livsformen og går derfor annerledes i eukaryoter enn i prokaryoter.
Funksjon og oppgave
For å sette i gang oversettelse, dannes et preinitiasjonskompleks. Dette komplekset består av den såkalte 40S-underenheten til ribosomet og initiatoren tRNAMet. Den inneholder også GTP og initieringsfaktorer. Kombinasjonen av disse elementene gjenkjenner modent mRNA ved 5'-enden, kan binde det og undersøke det i et påfølgende analysetrinn fra 5'3 '-retningen. Disse prosessene finner sted til undersøkelseskomplekset gjenkjenner et såkalt startkodon eller AUG. Etter gjenkjenning av dette kodonet binder den ribosomale 60S-underenheten seg til den, noe som får initieringsfaktorene til å frigjøres. Først da kan mRNA-oversettelse skje i betydningen oversettelse. I alle eukaryoter er det genekspressive trinnet for transkripsjon også avhengig av et preinitiasjonskompleks som består av forskjellige transkripsjonsfaktorer. Faktorer involvert i komplekset inkluderer TFIIA, TFIID, TFIIB og TFIIF. Malen for DNA blir matet til det katalytiske sentrum av RNA-polymerase for å lette dannelsen av en innledende fosfodiesterbinding. Bare dette trinnet starter den faktiske transkripsjonen. I initieringsfasen av replikasjon utløses DNA-amplifikasjon igjen ved å bryte DNA-dobbeltspiralen. Dette bruddet finner sted på et bestemt punkt på DNA og blir realisert ved hjelp av helicase. Etter merking med primase, fester en polymerase seg til det ødelagte DNA. Ved begynnelsen av replikasjonen er spiralformet DNA til stede i cellen i et uordnet, sirkulært eller lineært arrangement og er også vridd. For å bli replikert, må eukaryot DNA først løsnes, noe som resulterer i økende vridning av DNA-dobbeltstrenger. Under initieringen av replikasjon skjer også spaltning av DNA-strengene. For igangsetting av replikasjonsfasen kreves det såkalte replikasjonsopprinnelsen, som utgangspunktet avhenger av. Ved denne opprinnelsen, hydrogen binding mellom baser av enkeltstrengene skilles fra under initiering. Etter åpningen av strengene foregår priming. Et RNA-fragment, også kalt en primer, er festet til de frie enkeltstrengene ved hjelp av RNA-polymerase-primase. Dette komplekset tilsvarer primosomet og brukes av DNA-polymerasen som en "start". Når DNA-polymerase har begynt syntese av den andre DNA-strengen, fungerer den sin vei til avslutning. Dermed forekommer enhver regulering av replikering innen initieringsfasen.
Sykdommer og lidelser
I patofysiologi spiller begrepet initiering en rolle først og fremst i sammenheng med kreft celler. Initiering av ondartede prosesser skyldes i hovedsak eksponering for skadelig og mutanogen påvirkning. Genetiske mekanismer for karsinogenese inkluderer punktmutasjon, amplifikasjon, sletting og kromosomomdannelse. I denne sammenheng er punktmutasjonen en variant av genmutasjonen der det er utveksling, tillegg eller erstatning av et spesifikt nukleotid i DNA. Punktmutasjoner kan følgelig være substitusjoner, overganger og transversjoner, innsettinger eller slettinger. Dermed fører punktmutasjon til endringer i genproduktet i proteinbiosyntese. Amplifikasjon innebærer en cellulær prosess eller molekylær genetisk prosedyre for å forsterke nukleinsyren, noe som i tilfelle karsinogenese fører til karsinogenese. Slettinger tilsvarer igjen tap av DNA-segmenter, noe som kan svare til tap av singel baser eller større basesekvenser når det gjelder hele kromosomsegmenter. Hvis bare singel baser påvirkes, skjer slettingen vanligvis i sammenheng med en punktmutasjon. Hvis et helt kromosom endres via sletting, brukes begrepet kromosomavvik. I forhold til karsinogenese blir de ovennevnte prosessene undersøkt av forskere for deres rolle i initieringen av ondartede celler. Målet med denne forskningsinnsatsen er å utvikle forskjellige målinger forum kreft forebygging. Således, i sammenheng med karsinogenese, representerer initiering det første trinnet og oppsummerer mutasjonen som en celle gjennomgår som et resultat av et kreftfremkallende middel. Teoretisk kan denne mutasjonen elimineres ved DNA-reparasjon eller elimineres ved apoptose (celledød). Imidlertid, spesielt hos eldre pasienter, er ikke DNA-reparasjonsmekanismer lenger sterke nok til å eliminere mutasjonen. Dermed er den kreftfremkallende mutasjonen irreversibel. Ved karsinogenese blir et gen som kontrollerer cellesyklus og celledeling alltid påvirket av en slik mutasjon. Kreftfremkallende stoffer er genotoksiske stoffer som tilstand ondartet initiering og nødvendigvis forårsake mutasjon.
