Biologija

Transkripcija (prepisivanje)

Transkripcija je proces kopiranja genetičke informacije sa molekula DNK na molekul RNK.Kao i Replikacija DNK,i Transkripcija je zasnovana na principu komplementarnosti.

Postoji tri osnovna tipa RNK

Informatična RNK (iRNK-mRNA),transportna RNK (tRNK-tRNA),ribozomska RNK (rRNK-rRNA)

Samo iRNK sadrzi prepisanu informaciju o redosledu Amino-kiselina u polipeptidnom lancu

tRNK transportuje Amino-kiseline do ribozoma,i učestvuju u prevođenju genetičke šifre sa molekula iRNK.

rRNK ulaze u sastav ribozoma i ispoljavaju izvesne kataliticke aktivnosti prilikom sinteze proteina.

Pre svega,kao model za sintezu RNK ne služi čitav molekul DNK,već samo jedan određeni deo,gen.

U procesu Transkripcije,samo jedan od dva polinukleotidna lanca molekula DNK sluzi kao matrica za sintezu RNK,taj lanac se naziva Matrični lanac.Lanac koji ne služi kao matrica zove se Nematrični lanac.Redosled nukleotida u lancu koji se stvara je identičan onom u Nematričnom lancu,sa tom razlikom što je Timin iz DNK zamenjen Uracilom u RNK,stoga se Nematrični lanac drugačije naziva Kodirajući ili Sense lanac.Princip komplementarnosti koji ovde važi glasi: A=U,C≡G.

Za sprovođenje Transkripcije ogovoran je enzim RNK Polimeraza.Kod Prokariota postoji samo jedan enzim – RNK Polimeraza,dok kod Eukariota postoje tri:RNK Polimeraza 1 – koja ubrzava sintezu rRNK, RNK Polimeraza 2 – odgovorna za sintezu iRNK i RNK Polimeraza 3 – koja katalizuje sintezu tRNK.

Pravac kretanja RNK Polimeraze je 5´-3´,tako da polinukleotid koji se bude stvorio ima taj pravac.Što znači da se Matrica pružala u suprotnom pravcu 3´-5´.

Promotor je fragment u DNK nizu sa većom učestalošću A=T baznih parova (bp),koji se jos naziva TATA blok,i predstavlja faktor koji određuje koji se od dva antiparalelna lanca DNK kopira.

Prepoznavanje Promotera je signal za Despiralizaciju i Raskidanje Vodoničnih veza u molekulu DNK.Dva lanca se razdvajaju da bi jedan od njih poslužio kao matrica za prepisivanje.Denaturacija molekula odvija se u malom fragmentu od oko 17bp,čime se formira sočivasta struktura,označena kao Transkripcioni mehur.

RNK Polimeraza 2 ne može sama da  pronađe niti da se veže za promotorne regione,zbog toga joj je potrebna pomoć Transkripcionih faktora.

Transkripcija se zavrsava kada Enzim RNK Polimeraza 2 naidje na erminalnu sekvencu.

Nastala RNK se naziva Primarni prepis,a obelezava se kao hnRNK.Primarni prepis je Nefunkcionalan i  mora da se doradi.

rRNK se udruzuje sa ribozomskim proteinima i tako gradi podjedinice budućih ribozoma.

Za novonastalu transportnu RNK uvek se vezuje triplet nukleotida CCA na 3´kraju,za koji će se kasnije vezati Amino-kiselina

iRNK koja se prepiše sastoji se iz delova koji su funkcionalni,odnosno sadrže šifre za Amino-kiseline,nazivaju se Egzoni,i delova koji su nefunkcionalni,koji se zovu Introni.Njena obrada se sastojiu isecanju Introna i povezivanju Egzona,čime nastaje zrela iRNK,koja odlazi u citoplazmu i ucestvuje u sintzi Proteina.

Translacija (prevođenje)

Translacija je sinteza Proteina.Hronološki,ovaj kompleksan,precizan i uvremenjen proces čine dva etape:-Aktivacija Amino-kiselina,-Sama sinteza Proteina

Aktivacija Amino-kiselina

Predstavlja proces vezivanja pojedine Amino-kiseline za odgovarajući molekul tRNK.Tako se formira kompleks označen kao Aminoacil-tRNK.Za razliku od drugih nukleinskih kiselina,jedino tRNK ima rigidnu strukturu.Na 5´ strani se nalazi antikodon,dok se na 3´ strani nalazi mesto za vezivanje Amino-kiseline (triplet nukleotida CCA).U vezivanju amino-kiselina za tRNK pomeže enzim Aminoacil-tRNK sinteza.

Sinteza Proteina

Za sintezu proteina potrebne su sledeće komponente:

iRNK koja nosi upustva o proteinu koji se stvara.

tRNK prenosi Amino-kiseline potrebneza sintezu iz citoplazme do ribozoma.

Ribozomi koji su mesto sinteze i

Enzimi koji ubrzavaju i kontrolisu proces.

Postoje tri faze u sintezi Proteina.Prva je faza Inicijacije,zatim sledi faza Elongacije i na kraju faza Terminacije.Sve tri faze odvijaju se u ribozomima,koji spajaju sve sastojke u celinu.

Faza Inicijacije

Pre Translacije se formira Preinicijator kompleksa koji se sastoji od male ribozomalne subjedinice,inicijatora na tRNK,t.j.Amino-kiselina Metionin i nekoliko proteinskih inicijalnih faktora.Taj Preinicijator kompleksa skenira iRNK u pravcu 3´-5´ dok ne dosegne sekvencu sa startnim kodonom 5´ AUG 3´,zatim se vezuje veća ribozomalna subjedinica.

Ribozomi obezbedjuju prostor za dve tRNK i njihove  Amino-kiseline.Jedna Amino-kiselina se nalazi na Peptidilnom,skraćeno P mestu,i povezana je sa Amino-kiselinom koja je ukomponovana u narastajući peptidni lanac,a druga tRNK na A mestu odnosno Amino-acilnom mestu i nosi svoju Amino-kiselinu,koja je spremna da nagradi peptidnu vezu sa Amino-kiselinom na P mestu.Međutim,neki podaci ukazuju da na ribozomima postoji i treće mesto E ili Exit,izlazno mesto preko koga slobodne tRNK izlaze u citoplazmu.

U Fazi Elongacije peptidna veza se formira između dva Amino-kiseline u Ribozomu.Ribozom se dalje pomera u pravcu 5´-3´,prema sledećem kodonu na  iRNK.tRNK sa P mesta se odvaja od peptidnog lanca,a tRNK sa A mesta se premesta na P mesto,a na A mesto dolazi nova tRNK.Sve to kontrolise Elongaciona faktor koji se vezuje za slobodne tRNK sa vezanom Amino-kiselinom.

Kada protein dođe do kodona UAA,UAG,UGA(stop kodoni,nemaju odgovarajuću Amino-kiselinu)Translacija se završava,polipeptidni lanac se odvaja od tRNK i ribozomi se dezintegrišu na svoje subjedinice.

Na kraju,potrebna je dorada Proteina,jer je u stvorenoj formi biološki neaktivan.On mora da ima 2´,3´,i 4´ strukturu da bi postao funkcionalan.