การเข้าใจพื้นฐานพื้นฐานของการดำรงอยู่ของชีวิตเป็นไปไม่ได้หากปราศจากความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับการส่งข้อมูลทางพันธุกรรมและการนำไปใช้ การจัดเก็บยีนของร่างกายรับรู้ผ่านโครโมโซม ซึ่งส่วนต่างๆ ของ DNA ถูกบรรจุไว้เป็นแพ็กเกจ โดยเข้ารหัสลำดับกรดอะมิโนหลักของโปรตีนบางชนิด และการนำข้อมูลทางพันธุกรรมไปใช้และการถ่ายทอดโดยการสืบทอดนั้นทำได้ผ่านการคัดลอก กระบวนการนี้เรียกว่า "การถอดความ" ในทางชีววิทยา มันหมายถึงการอ่านรหัสของส่วนยีนและสังเคราะห์แม่แบบสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนตามนั้น
พื้นฐานโมเลกุลของการถอดความ
การถอดเสียงเป็นกระบวนการของเอนไซม์ที่นำหน้าด้วย "การเปิดออก" ของโมเลกุล DNA และให้การเข้าถึงสำหรับการอ่านยีนที่เฉพาะเจาะจง จากนั้นในโมเลกุล DNA ที่มีเกลียวคู่บนในส่วนเริ่มต้น พันธะไฮโดรเจนระหว่างนิวคลีโอไทด์จะแตกออกเป็น 4 kadons จากช่วงเวลานี้ ขั้นตอนการเริ่มต้นการถอดรหัสทางชีววิทยาเริ่มต้นขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการยึดติดของ RNA polymerase ที่ขึ้นกับ DNA เข้ากับ DNA macropolymer
ผลลัพธ์ตามธรรมชาติของการเริ่มต้นคือการสังเคราะห์ตำแหน่งเริ่มต้นของ RNA ของผู้ส่งสาร และทันทีที่นิวคลีโอไทด์เสริมแรกติดอยู่กับมัน และการโยกย้ายของ RNA polymerase ที่ขึ้นกับ DNA เกิดขึ้น เราควรพูดถึงจุดเริ่มต้น ของระยะการยืดตัว สาระสำคัญของมันจะลดลงเป็นการเคลื่อนไหวทีละน้อยของ RNA polymerase ที่ขึ้นกับ DNA ไปตามโมเลกุล DNA ในทิศทาง 3`-5` โดยตัดพันธะของ DNA ไฮโดรเจนที่อยู่ด้านหน้าและฟื้นฟูพวกมันด้านหลัง รวมถึงการติดนิวคลีโอไทด์เสริมเข้ากับการเจริญเติบโต เชนของเทมเพลต RNA
เอ็นไซม์ RNA polymerase ที่ขึ้นกับ DNA กระตุ้นการเพิ่มนิวคลีโอไทด์ให้กับ RNA ในขณะที่ระบบเอนไซม์อื่นๆ มีหน้าที่ในการอ่าน แยกพันธะไฮโดรเจนและการลดลง ทั้งหมดอยู่ในสถานที่ที่มีการถอดความ ชีววิทยาช่วยให้คุณใช้วิธีการของอะตอมที่ติดฉลากและยืนยันความจริงของความเข้มข้นสูงสุดของพวกมันในนิวเคลียสของเซลล์
ไทม์ไลน์การถอดเสียง
ในห้องปฏิบัติการ นักวิทยาศาสตร์ของกลุ่มวิจัย "จีโนมมนุษย์" ได้ทำการสังเคราะห์โมเลกุลดีเอ็นเอด้วยตัวเองและบันทึกรหัสพันธุกรรมไว้ กระบวนการนี้ใช้เวลานานกว่า 2 ทศวรรษ ไม่นับการเตรียมการที่ยาวนาน เป็นที่น่าสนใจว่ากระบวนการเหล่านี้ดำเนินไปอย่างรวดเร็วในเซลล์ที่มีชีวิต วิธีการวิจัยหลักการแปลและการถอดความ - อณูชีววิทยา. และถึงแม้จะยังประสบปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความเป็นไปไม่ได้ในการแสดงกระบวนการเหล่านี้ด้วยสายตา แต่ก็มีหลักฐานบางประการเกี่ยวกับเวลาของการสังเคราะห์โปรตีน
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการ "แกะ" ข้อมูลทางพันธุกรรมอาจใช้เวลา 16-48 ชั่วโมง และการถอดความของยีนที่ต้องการ - ประมาณ 4-8 ชั่วโมง การสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนขนาดเล็กหนึ่งโมเลกุลโดยอาศัย RNA ของผู้ส่งสารจะใช้เวลาประมาณ 4-24 ชั่วโมง หลังจากนั้นระยะของ "การสุก" จะเริ่มต้นขึ้น นี่หมายถึงการบรรจุโปรตีนที่เกิดขึ้นเองในตัวเองเป็นโปรตีนทุติยภูมิแล้วจึงเข้าไปในโครงสร้างระดับอุดมศึกษา หากโปรตีนต้องการการดัดแปลงหลังสังเคราะห์ กระบวนการนี้อาจใช้เวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์หรือมากกว่านั้น
โครงสร้างเซลล์ที่มีการถอดความและการแปล กำลังได้รับการศึกษาในรายละเอียดทางชีววิทยามากขึ้นเรื่อยๆ ในเวลาเดียวกัน ก็เป็นไปได้ที่จะคำนวณว่าในเซลล์ยูคาริโอตที่มีสารพันธุกรรมจำนวนมาก การสังเคราะห์โมเลกุลอินซูลินอย่างง่ายจะใช้เวลาประมาณ 16 ชั่วโมง Escherichia coli ที่ดัดแปลงพันธุกรรมสามารถสังเคราะห์โมเลกุลดังกล่าวได้ภายใน 4 ชั่วโมง ในกรณีของโปรตีนขนาดใหญ่ของโครงสร้างระดับอุดมศึกษาและควอเทอร์นารี กระบวนการสังเคราะห์และการก่อตัวขั้นสุดท้ายอาจใช้เวลาประมาณ 2 สัปดาห์
การแปลเอ็นไซม์ถอดรหัส
กระบวนการเช่นการถอดความ (ในทางชีววิทยา) เกิดขึ้นแทนที่การจัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมโดยตรง ในเซลล์ยูคาริโอต นี่คือนิวเคลียสของเซลล์ และในรูปแบบชีวิตก่อนเกิดนิวเคลียส มันคือไซโตพลาสซึม เอนไซม์ไวรัสreverse transcriptase ทำงานในนิวเคลียสของเซลล์ที่ติดเชื้อ ในเวลาเดียวกัน กรดนิวคลีอิกของไมโตคอนเดรีย ซึ่งเป็นชุดของยีน ก็ผ่านขั้นตอนการถอดรหัสเช่นกัน ในทางชีววิทยาและพันธุศาสตร์ ธรรมชาติของกระบวนการเหล่านี้ยังไม่ทราบ
แต่ความจริงที่ว่ามีโรคในไมโตคอนเดรียของมนุษย์ที่สืบทอดมาจากลูกหลานยืนยันการจำลองดีเอ็นเอ ซึ่งการถอดความเป็นขั้นตอนที่จำเป็น ซึ่งหมายความว่ากระบวนการดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นในโครงสร้างเซลล์ต่างๆ: ในยูคาริโอต เหล่านี้คือไมโทคอนเดรียและนิวเคลียสของเซลล์ และในโปรคาริโอต ในไซโตพลาสซึมและพลาสมิด
โลคัลไลเซชันของกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพ
สถานที่ที่การถอดความและการแปลเกิดขึ้น (ในทางชีววิทยา) แตกต่างกัน เนื่องจากการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนไม่สามารถเกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์ได้ การรวมตัวของโครงสร้างหลักเกิดขึ้นที่เครื่องมือไรโบโซมของเซลล์ ซึ่งมีความเข้มข้นอย่างเด่นชัดในไซโตพลาสซึมบนเมมเบรนของเอนโดพลาสซึมเรติเคิลแบบหยาบ
การสังเคราะห์ในเซลล์ที่มีการพัฒนาสูง ซึ่งโดดเด่นด้วยอัตราการรวมตัวกันของโมเลกุลโปรตีนใหม่ที่มีอัตราสูง ส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่โพลีไรโบโซม แต่ในเซลล์แบคทีเรียและเซลล์ที่มีความเชี่ยวชาญสูง การสังเคราะห์ทางชีวภาพสามารถดำเนินการกับไรโบโซมที่แตกต่างกันในไซโตพลาสซึม ไวรัสไม่มีอุปกรณ์และออร์แกเนลล์สังเคราะห์ในตัวเอง ดังนั้นจึงใช้ประโยชน์จากโครงสร้างของเซลล์ที่ติดเชื้อ
