iniciacija

iniciacija yra pirmasis žingsnis, taigi vertimo, transkripcijos ir replikacijos paruošimas. Kartu šios fazės iš esmės lemia genų ekspresiją. Iniciacija taip pat vaidina vaidmenį patofiziologijoje, susijusiose su tokiomis ligomis kaip vėžys.

Kas yra iniciacija?

Transliacijos metu nukopijuota genetinė informacija sukelia baltymų sintezę gyvų organizmų ląstelėse. Priešingai, transkripcija yra RNR sintezė, naudojant DNR kaip šabloną, iš kurio sukuriama RNR.

Kaip ir vertimas, transkripcija yra svarbi genų raiškos dalis. Genetikoje replikacija yra DNR kopijų gamyba. Kiekvienas paminėtas procesas susideda iš kelių etapų. Pirmasis replikacijos ir vertimo bei transkripcijos etapas yra iniciacija. Iniciacija yra visų genų ekspresijos komponentų pradžios procesas. Paprastai prieš iniciaciją sukuriamas vadinamasis priešiniciacinis kompleksas.

Transkripcijos, vertimo ir replikacijos iniciacijos skiriasi savo sekos pobūdžiu ir tikslu. Be to, iniciacijos fazė skiriasi nuo gyvybės formos, todėl skiriasi eukariotuose nei prokariotuose.

Funkcija ir užduotis

Norint pradėti vertimą, suformuojamas išankstinės iniciacijos kompleksas. Šį kompleksą sudaro vadinamasis ribosomos 40S subvienetas ir iniciatorius tRNAMet. Tai taip pat apima GTP ir iniciacijos veiksnius. Šių elementų derinys atpažįsta subrendusią mRNR 5 'gale, gali juos surišti ir ištirti vėlesniame analizės etape 5' → 3 'kryptimi.

Šie procesai vyksta tol, kol tiriamas kompleksas atpažįsta vadinamąjį pradžios kodoną arba AUG. Atpažinęs šį kodoną, 60S ribosomų subvienetas jungiasi prie jo, sukeldamas iniciacijos faktorius. Tik tada mRNR vertimas gali įvykti vertimo prasme.

Genų ekspresijos transkripcijos etapas visuose eukariotuose taip pat priklauso nuo priešiniciacijos komplekso, kurį sudaro skirtingi transkripcijos veiksniai. Komplekse dalyvauja tokie veiksniai kaip TFIIA, TFIID, TFIIB ir TFIIF.

DNR šablonas paduodamas į RNR polimerazės katalizinį centrą, kad būtų lengviau suformuoti pirmąjį fosfodiesterinį ryšį. Tikrasis perrašymas pradedamas tik atlikus šį dalinį veiksmą. Pradiniame replikacijos etape DNR replikacija vėl suaktyvėja, sulaužant DNR dvigubą spiralę. Šis suskaidymas vyksta tam tikrame DNR taške ir yra realizuojamas pasitelkiant Helikazę.

Pažymėjus primase, ant pažeistos DNR randama polimerazė ir ji kaupiasi. Replikacijos pradžioje spiralinė DNR yra ląstelėje netvarkingai, apskritime arba linijiškai ir taip pat yra susukta. Norint, kad eukariotinė DNR būtų replikacija, ji pirmiausia turi būti atsukta, o tai lemia vis didesnį DNR dvigubų sruogų susisukimą. Inicijuojant replikaciją, DNR grandinės taip pat skaidomos.

Norint pradėti replikacijos etapą, reikalinga vadinamoji replikacijos kilmė, nuo kurios priklauso pradinis taškas. Dėl šios priežasties inicijavimo metu vandenilio ryšys tarp atskirų gijų bazių nutrūksta. Po sruogų atidarymo atliekamas gruntavimas. RNR gabalas, dar vadinamas pradmeniu, pritvirtinamas prie laisvų atskirų gijų, naudojant RNR polimerazės primazę.

Šis kompleksas atitinka primosomą ir yra naudojamas DNR polimerazės kaip „pradinė pagalba“. Kai DNR polimerazė pradeda sintetinti antrąją DNR grandinę, ji veikia iki pat pabaigos. Taigi kiekvienas replikacijos reguliavimas vyksta pradiniame etape.

Ligos ir negalavimai

Patofiziologijoje iniciacijos sąvoka vaidina svarbų vaidmenį, ypač kai tai susiję su vėžinėmis ląstelėmis. Piktybiniai procesai iš esmės atsiranda dėl kenksmingo ir mutanogeninio poveikio. Kancerogenezės genetiniai mechanizmai apima taškų mutaciją, amplifikaciją, deleciją ir chromosomų pertvarkymą.

Šiame kontekste taškinė mutacija yra geno mutacijos variantas, kai DNR keičiasi, pridedamas arba pakeičiamas specifinis nukleotidas. Taigi taškinės mutacijos gali būti pakaitos, perėjimai ir transversijos, intarpai ar delecijos. Taškinė mutacija lemia genų produkto pokyčius baltymų sintezėje.

Amplifikacijos metu vyksta ląstelių procesas arba molekulinis genetinis procesas, skirtas nukleorūgšties replikacijai, o tai vėžiui sukelia kancerogenezę. Delecijos savo ruožtu reiškia DNR sekcijų praradimą, kuris gali atitikti atskirų bazių arba didesnių bazinių sekų praradimą ištisų chromosomų sekcijų prasme. Jei paveikiamos tik atskiros bazės, delecija paprastai įvyksta kaip taškinės mutacijos dalis. Jei visa chromosoma keičiama ištrynimo metu, ji vadinama chromosomos aberacija.

Atsižvelgiant į kancerogenezę, minėti procesai tiriami tiriant jų vaidmenį inicijuojant piktybines ląsteles. Šių tyrimų tikslas - sukurti įvairias vėžio prevencijos priemones. Dėl kancerogenezės iniciacija yra pirmasis žingsnis ir apibendrinama mutacija, kurią ląstelė patiria dėl kancerogeno. Teoriškai šią mutaciją galima pašalinti atliekant DNR remontą arba išjungti apoptozės būdu (ląstelių žūtis).

Tačiau, ypač vyresnio amžiaus pacientams, DNR atstatymo mechanizmai nėra tokie stiprūs, kad pašalintų mutaciją. Taigi kancerogeninė mutacija yra negrįžtama. Tokia mutacija visada paveikia kancerogenezės geną, kuris kontroliuoja ląstelių ciklą ir ląstelių dalijimąsi. Kancerogenai yra genotoksinės medžiagos, sukeliančios piktybinę iniciaciją ir būtinai sukeliančios mutaciją.