I biologi involverer transkripsjonsprosessen replikering av et segment av en DNA-streng til en messenger-RNA-streng (mRNA). MRNA inneholder deretter den nukleiske basesekvensen som er komplementær til fragmentet av DNA. Påfølgende transkripsjon forekommer i kjernen i alle eukaryoter, inkludert mennesker, mens etterfølgende oversettelse, oversettelsen av mRNA til et konkret protein i cytoplasma, skjer kl. ribosomer.
Hva er transkripsjon?
I biologi involverer transkripsjonsprosessen prosessen med å replikere et segment av en DNA-streng til en messenger-RNA (mRNA) -streng. Transkripsjonsprosessen representerer det første trinnet i konvertering av genetisk informasjon til proteiner. I motsetning til replikasjon involverer det ikke produksjon av en kopi av hele genomet, men alltid bare spesifikke segmenter av en DNA-streng. Ved en spesifikk seksjon av en DNA-streng brytes bindingen til den komplementære delstrengen i dobbeltspiralen først ved å eliminere hydrogen obligasjoner. I regionen som skal kopieres, dannes en ny komplementær delstreng ved tilsetning av gratis RNA-nukleotider, som imidlertid består av ribonukleisk syrer og ikke av deoksyribonukleinsyrer som i DNA. Det resulterende RNA-fragmentet er effektivt arbeidskopien av DNA-fragmentet og kalles messenger RNA (mRNA). MRNA, som er dannet inne i kjernen, deler seg fra DNA og transporteres gjennom kjernemembranen inn i cytosolen, hvor translasjon, omdannelsen av RNA-kodonene til den tilsvarende aminosyresekvensen, dvs. syntesen av proteinet, tar plass. Tre sekvenser (tripletter) av nucleic baser på mRNA, kalt kodoner, bestemmer hver en aminosyre. I henhold til sekvensen av mRNA-kodoner, tilsvarer aminosyrer blir samlet via peptidbindinger for å danne polypeptider og proteiner.
Funksjon og oppgave
I biologi oppfyller transkripsjon den første av to hovedprosesser som konverterer genetisk informasjon, tilgjengelig som sekvenser av DNA-nuklein baser, inn i syntesen av proteiner. Den genetiske informasjonen består av sekvenser av tre, kalt tripletter eller kodoner, hver representerer en aminosyre, selv om noen aminosyrer kan defineres av forskjellige kodoner. Funksjonen til transkripsjon er å produsere en mRNA-streng hvis nukleins baser - i dette tilfellet ribonukleiske baser og ikke deoksyribonukleiske baser - tilsvarer det komplementære mønsteret til det uttrykte DNA-segmentet. Det genererte mRNA tilsvarer altså en slags negativ mal av det uttrykte gen segment, som kan brukes til engangssyntese av det kodede proteinet og deretter resirkuleres. Den andre hovedprosessen for å konvertere den genetiske informasjonen til konkrete proteiner er oversettelse, i løpet av hvilken aminosyrer blir trukket sammen for å danne proteiner i henhold til kodingen av mRNA og koblet peptidisk. Transkripsjon lar genetisk informasjon selektivt leses og transporteres ut av kjernen inn i cytosolen i form av komplementære kopier og, uavhengig av det tilsvarende DNA-segmentet, for å bygge proteinene. En av fordelene med transkripsjon er at deler av en enkelt DNA-streng kan uttrykkes for å lage mRNA uten å måtte eksponere hele gen til konstante fysiologiske miljøendringer og derved risikere å mutere eller på annen måte endre dets egenskaper. En annen fordel med transkripsjon er den såkalte spleising og andre typer behandling av mRNA. MRNA blir først frigjort fra såkalte introner, funksjonsløse kodoner som ikke koder for amino syrer, ved prosessen med skjøting. I tillegg kan adeninnukleotider tilsettes til mRNA ved hjelp av enzymet poly (A) polymerase. Hos mennesker, som i andre pattedyr, består dette vedlegget, kalt poly (A) halen, av rundt 250 nukleotider. Poly (A) halen forkorter etter hvert som mRNA-molekylet eldes og bestemmer dets biologiske halveringstid. Selv om ikke alle funksjoner og oppgaver til poly (A) halen er tilstrekkelig kjent, virker det i det minste sikkert at det beskytter mRNA-molekylet mot nedbrytning og forbedrer omdanneligheten (translaterbarhet) til et protein.
Sykdommer og plager
I likhet med celledeling, der feil kan oppstå i replikasjonen av genomet, er det vanligste problemet forbundet med transkripsjon en "kopieringsfeil." Enten "glemmes" et kodon under syntesen av mRNA, eller det opprettes et feil mRNA-kodon for et bestemt DNA-kodon. Det anslås at en slik kopieringsfeil oppstår i omtrent en av tusen eksemplarer. I begge tilfeller syntetiseres et protein som integrerer en utilsiktet aminosyre på minst ett sted. Spekteret av effekter varierer fra 'ikke merkbar' til total svikt i det syntetiserte proteinet. Hvis gen mutasjon oppstår under replikering eller på grunn av andre omstendigheter, blir den muterte nukleinsbasesekvensen transkribert, siden transkripsjonsprosessen ikke inkluderer å kontrollere kodonene for "korrekthet". Imidlertid har kroppen en tydelig DNA-reparasjonsmekanisme, som involverer mer enn 100 gener hos mennesker. Mekanismen består av et sofistikert system for umiddelbar reparasjon av genmutasjonen eller erstatning av en skadet nukleinsbasesekvens, eller minimering av effektene hvis de to tidligere mulighetene elimineres. Det faktum at transkripsjon skjer uten forutgående testing av gener, medfører risiko for at transkripsjon også kan være involvert i spredningen av virus, hvis virusene introduserer sitt eget DNA i vertscellen og får vertscellen til å replikere genomet til virusene, eller deler derav, ved replikasjon eller transkripsjon. Disse kan da forårsake tilsvarende sykdom. Dette gjelder i prinsippet for alle typer virus.
