Exprimarea_informatiilor_genetice
ADN are două funcţii primare: funcţia autocatalitică, reprezentată de realizarea procesului de replicare şi funcţia heterocatalitică ce constă în procesul dirijării de către ADN a sintezei unor molecule specifice, în esenţă proteine. Dacă funcţia autocatalitică o îndeplineşte prin natura structurii sale bicatenare, funcţia heterocatalitică a ADN este îndeplinită prin intervenţia unor intermediari între ADN şi proteinele sintetizate cu funcţii variate. Aceşti intermediari sunt reprezentaţi de diferitele categorii de acizi ribonucleici (ARN) celulari. Sinteza acestora este dirijată de către ADN, la nivelul unor secvenţe specifice ale acestuia.
Procesul de sinteză a diferitelor categorii de ARN celular se numeşte transcriere genetică. Molecula de ARN rezultată în urma acestui proces este identică în ceea ce priveşte secvenţa de nucleotide cu una dintre catenele ADN (cu excepţia faptului că timina este înlocuită de uracil), aceasta fiind numită catenă sens sau codogenă şi complementară cu cealaltă care, de altfel, a servit ca matriţă pentru sinteză (aceasta fiind denumită catena nonsens) (fig.36).
Fig.36. Relaţia dintre ARN sintetizat şi catenele de ADN
La fel ca şi în cazul replicării, transcrierea genetică se realizează numai în celule, existând diferenţe în ceea ce priveşte locul transcrierii genetice la procariote şi eucariote, impuse de specificul organizării celulare. La procariote transcrierea se realizează pe matriţa ADN la nivelul nucleoidului, dar molecula de ARN poate fi folosită de maşinăria de traducere a mesajului genetic înainte ca sinteza lui să fie terminată. La eucariote organizarea nucleară impune ca transcrierea să se desfăşoare în nucleu iar traducerea să se producă în citoplasmă, după ce moleculele de ARN au suferit procesul de maturare şi au trecut prin porii membranei nucleare.
In celule, indiferent că sunt procariote sau eucariote, există mai multe tipuri de ARN care sunt implicate în procesul de biosinteză proteică. Acizii ribonucleici sunt compuşi ribonucleotidici sinteti¬zaţi prin polimerizarea a patru tipuri de ribonucleotide (AMP, GMP, UMP şi CMP)(tabelul 3), reacţia fiind catalizată de transcriptază sau ARN polimeraza dependentă de ADN.
Cercetările lui Chargaff (1950) au indicat că în macromoleculele de ARN raporturile molare dintre baze variază în limite foarte largi şi nu se mai respectă princi¬piile stabilite pentru ADN dublu catenar.
Structura primară a ARN este reprezentată de ordinea ribonucleotidelor din monocatena sa. Lungimea diferitelor tipuri de ARN variază între 75 la 10.000 nucleotide. Cele mai mici molecule de ARN sunt reprezentate de ARN de transfer (ARNt - 80 nucleotide).
ARN-polimeraza are capacitatea de a recunoaşte cu mare exactitate secvenţe specifice de baze azotate de pe matriţa de ADN, realizând polimerizarea unor ribonucleozid-trifosfaţi liberi aliniaţi pe matriţă în virtutea complementarităţii dintre bazele azotate: adeninei din matriţă îi corespunde uracilul în catena ARN, timinei îi corespunde adenina iar guaninei îi va corespunde citozina (şi invers), specific fiind faptul că nucleotidele care intră în componenţa ARN conţin în structura lor riboza (sunt ribonucleotide).
ARN-polimeraza catalizează formarea de legături fosfodiesterice între ribonucleotidele succesive. Majoritatea procariotelor conţin o singură ARN-polimerază (cel mai bine fiind studiată cea de la E.coli), în timp ce în celulele eucariote au fost identificate trei tipuri de ARN-polimeraze, cu localizare nucleară (fie în nucleoplasmă fie la nivelul nucleolului), “specializate” în sinteza unui anumit tip de ARN.
Transcrierea necesită existenţa matriţei ADN fapt pentru care, la nivelul unor regiuni specifice, cele două catene ale ADN se separă (are loc o denaturare fiziologică), iar una dintre ele (catena nonsens) serveşte ca matriţă pentru sinteza ARN. ARN-polimeraza are capacitatea de a iniţia sinteza “de novo” a unei catene ARN fără a fi necesară existenţa unui primer; ea “citeşte” catena de ADN pe care o copiază în sensul 3’→5’, iar sinteza ARN se realizează în sensul 5’→3’. In acest mod, ribonucleozid-trifosfaţii sunt adăugaţi pe rând la nivelul grupării 3’OH a ribonucleotidei anterioare, în urma reacţiei de polimerizare fiind eliberate grupări pirofosfat. Transcrierea realizată de ARN-polimerază este, în esenţă, asemănătoare cu replicarea şi prezintă etapele de iniţiere, elongare şi terminare.
Procesul de transcriere începe atunci când ARN-polimeraza se leagă la nivelul unei regiuni specifice, numită promotor, localizat la extremitatea 5' a secvenţei genice ce va fi transcrisă. Fenomenul debutează la nivelul aşa numitului “punct de start” al transcrierii şi se desfăşoară până când ARN-polimeraza ajunge la nivelul unei secvenţe de terminare (“terminator sequence”) (fig.37). Această acţiune defineşte o unitate transcripţională care se întinde de la promotor la secvenţa terminator şi se referă de obicei la ARNm
Aceasta descriere este doar o parte din referat.Pentru a vizualiza tot referatul va rugam sa-l descarcati de mai jos.
|
|
