The iniciacija je prvi korak in s tem priprava na prevod, prepisovanje in podvajanje. Te faze skupaj vodijo v gensko ekspresijo. Iniciacija igra tudi vlogo patofiziologije v zvezi z boleznimi, kot je rak.
Kaj je iniciacija?
Med prevajanjem kopirane genetske informacije vodijo do sinteze beljakovin znotraj celic živih organizmov. V nasprotju s tem je transkripcija sinteza RNA z uporabo DNK kot predloge, iz katere nastane RNA.
Tako kot prevod je tudi transkripcija bistven del izražanja genov. V genetiki je razmnoževanje produkcija kopij DNK. Vsak omenjeni postopek je sestavljen iz več faz. Prva faza tako podvajanja kot prevajanja in prepisovanja je iniciacija. Iniciacija je začetni postopek za vse komponente genske ekspresije. Praviloma pred iniciacijo nastane tako imenovani kompleks prediniciacije.
Pobude prepisovanja, prevajanja in podvajanja se razlikujejo po naravi in namenu njihovega zaporedja. Poleg tega se faza iniciacije razlikuje glede na življenjsko obliko in je zato pri evkariotih drugačna kot pri prokariotih.
Funkcija in naloga
Za začetek prevajanja se oblikuje prediniciacijski kompleks. Ta kompleks je sestavljen iz tako imenovane 40S podenote ribosoma in pobudnika tRNAMet. Vključuje tudi GTP in faktorje iniciacije. Kombinacija teh elementov prepozna zrelo mRNA na 5 'koncu, jih lahko veže in pregleda v nadaljnjem koraku analize iz smeri 5' → 3 '.
Ti procesi potekajo, dokler kompleks, ki ga je treba raziskati, ne prepozna tako imenovanega začetnega kodona ali AUG. Po prepoznavanju tega kodona se ribosomalna podenota 60S veže nanjo, kar povzroči raztapljanje iniciacijskih faktorjev. Šele takrat lahko pride do prevajanja mRNA v smislu prevajanja.
Gensko ekspresivni korak transkripcije pri vseh evkariontih je odvisen tudi od kompleksa pred iniciacijo, ki ga sestavljajo različni transkripcijski faktorji. V kompleks so vključeni dejavniki, kot so TFIIA, TFIID, TFIIB in TFIIF.
Predloga DNK se dovaja v katalitično središče RNA polimeraze, da se olajša tvorba prve fosfodiesterske vezi. Dejansko prepisovanje se začne šele s tem delnim korakom. V fazi iniciacije replikacije se ponovitev DNK ponovno sproži z razbijanjem dvojne vijačnice DNK. Ta razpad se zgodi na določeni točki DNK in se izvaja s pomočjo Helicase.
Po označevanju s primozo se na zlomljeni DNK nahaja polimeraza in se nabira. Na začetku replikacije je spiralna DNK prisotna v celici v neurejeni, krožni ali linearni postavitvi in je tudi zvita. Za ponovitev je treba evkariontsko DNK najprej odviti, kar vodi v vedno večje zvijanje dvojnih verig DNK. Med sprožitvijo replikacije poteka tudi cepitev verig DNK.
Za začetek faze podvajanja je potreben tako imenovani izvor replikacije, od katerega je odvisno izhodišče. Pri tem izvoru se vodikova vez med bazami posameznih pramenov pretrga med iniciacijo. Po odpiranju pramenov poteka temeljno pranje. Košček RNA, ki mu pravimo tudi temeljni premaz, je pritrjen na proste posamezne pramene z uporabo RNA polimerazne primaze.
Ta kompleks ustreza primosomu in ga DNK polimeraza uporablja kot "začetni pripomoček". Ko DNK polimeraza začne sintetizirati drugi sklop DNK, deluje do konca. Vsaka regulacija podvajanja poteka znotraj faze iniciacije.
Bolezni in bolezni
V patofiziologiji igra koncept iniciacije vlogo zlasti v povezavi z rakavimi celicami. Začetek malignih procesov je v bistvu posledica izpostavljenosti škodljivim in mutanogenskim vplivom. Genetski mehanizmi karcinogeneze vključujejo točkovno mutacijo, amplifikacijo, delecijo in kromosomsko preureditev.
V tem okviru je točkovna mutacija različica genske mutacije, pri kateri pride do izmenjave, dodajanja ali zamenjave določenega nukleotida znotraj DNK. Točne mutacije so torej lahko substitucije, prehodi in transverzije, vstavki ali izbrisi. Točkovna mutacija vodi do sprememb genskega produkta v sintezi beljakovin.
Med amplifikacijo poteka celični proces ali molekularno genetski proces za razmnoževanje nukleinske kisline, kar privede do karcinogeneze v primeru raka. Delecije posledično ustrezajo izgubi odsekov DNK, kar lahko ustreza izgubi posameznih baz ali večjih baznih sekvenc v smislu celotnih odsekov kromosomov. Če so prizadete le posamezne podlage, se brisanje ponavadi pojavi kot del točkovne mutacije. Če se celotni kromosom spremeni z brisanjem, ga imenujemo aberacija kromosoma.
Karcinogeneza se v zvezi s karcinogenezo preučuje z raziskavami glede njihove vloge pri nastanku malignih celic. Cilj teh raziskovalnih prizadevanj je razvoj različnih ukrepov za preprečevanje raka. V povezavi s karcinogenezo predstavlja iniciacija prvi korak in povzame mutacijo, ki jo celica doživi zaradi rakotvorne snovi. Teoretično lahko to mutacijo odpravimo s popravkom DNK ali izklopimo z apoptozo (celična smrt).
Vendar, zlasti pri starejših bolnikih, mehanizmi popravljanja DNK niso več dovolj močni, da bi odstranili mutacijo. Kancerogena mutacija je tako nepopravljiva. Takšna mutacija vedno vpliva na gen v karcinogenezi, ki nadzoruje celični cikel in celično delitev. Kancerogeni so genotoksične snovi, ki povzročajo maligni začetek in nujno povzročijo mutacijo.
.jpg)
