başlatma

başlatma ilk adımdır ve dolayısıyla çeviri, transkripsiyon ve çoğaltmanın hazırlanmasıdır. Birlikte, bu aşamalar esasen gen ifadesine yol açar. Başlatma ayrıca kanser gibi hastalıklarla ilişkili olarak patofizyolojide de rol oynar.

Başlatma nedir?

Çeviri sırasında, kopyalanan genetik bilgi, canlı organizmaların hücrelerinde protein sentezine yol açar. Buna karşılık, transkripsiyon, RNA'nın yaratıldığı bir şablon olarak DNA kullanılarak RNA'nın sentezidir.

Çeviri gibi, transkripsiyon da gen ifadesinin önemli bir parçasıdır. Genetikte replikasyon, DNA kopyalarının üretilmesidir. Bahsedilen işlemlerin her biri birkaç aşamadan oluşmaktadır. Hem replikasyonun hem de çevirinin ve transkripsiyonun ilk aşaması başlatmadır. Başlatma, gen ekspresyonunun tüm bileşenleri için başlangıç ​​sürecidir. Kural olarak, başlangıçtan önce, sözde bir ön başlatma kompleksi yaratılır.

Transkripsiyon, çeviri ve replikasyonun başlaması, dizilerinin doğası ve amacı bakımından farklılık gösterir. Ek olarak, başlama aşaması yaşam formuna göre farklılık gösterir ve bu nedenle ökaryotlarda prokaryotlardan farklıdır.

İşlev ve görev

Çeviriyi başlatmak için bir ön başlatma kompleksi oluşturulur. Bu kompleks, ribozomun 40S alt birimi ve başlatıcı tRNAMet'ten oluşur. Ayrıca GTP ve başlatma faktörlerini de içerir. Bu elemanların kombinasyonu, 5 'ucunda olgun mRNA'yı tanır, onları bağlayabilir ve 5' → 3 'yönünden sonraki bir analiz adımında inceleyebilir.

Bu işlemler, araştırılacak kompleks sözde bir başlangıç ​​kodonu veya AUG tanıyana kadar gerçekleşir. Bu kodonu tanıdıktan sonra, 60S ribozomal alt birimi ona bağlanarak başlatma faktörlerinin çözülmesine neden olur. Ancak o zaman mRNA çevirisi, çeviri anlamında gerçekleşebilir.

Tüm ökaryotlarda geni ifade eden transkripsiyon aşaması, farklı transkripsiyon faktörlerinden oluşan bir ön başlatma kompleksine de bağlıdır. Komplekste TFIIA, TFIID, TFIIB ve TFIIF gibi faktörler yer almaktadır.

DNA şablonu, bir birinci fosfodiester bağının oluşumunu kolaylaştırmak için RNA polimerazın katalitik merkezine beslenir. Gerçek transkripsiyon yalnızca bu kısmi adımla başlatılır. Çoğalmanın başlangıç ​​aşamasında, DNA çift sarmalının kırılmasıyla DNA'nın kopyalanması tekrar tetiklenir. Bu parçalanma DNA'da belli bir noktada gerçekleşir ve Helicase yardımıyla gerçekleşir.

Primaz ile etiketlendikten sonra, kırık DNA üzerinde bir polimeraz bulunur ve birikir. Çoğalmanın başlangıcında, sarmal DNA, hücrede düzensiz, dairesel veya doğrusal bir düzenlemede bulunur ve ayrıca bükülür. Kopyalanması için önce ökaryotik DNA'nın çözülmesi gerekir, bu da DNA çift ipliklerinin artan bir bükülmesine yol açar. Replikasyonun başlaması sırasında, DNA ipliklerinin bölünmesi de gerçekleşir.

Çoğaltma aşamasının başlatılması için, başlangıç ​​noktasının bağlı olduğu sözde çoğaltma kaynağı gereklidir. Bu başlangıçta, başlangıç ​​sırasında tek tellerin bazları arasındaki hidrojen bağı kopar. Tellerin açılmasının ardından astarlama gerçekleşir. Bir primer olarak da adlandırılan bir RNA parçası, RNA polimeraz primaz kullanılarak serbest tek sarmallara eklenir.

Bu kompleks, primozoma karşılık gelir ve DNA polimeraz tarafından bir "başlangıç ​​yardımcısı" olarak kullanılır. DNA polimeraz, DNA'nın ikinci zincirini sentezlemeye başladığında, sonlandırmaya kadar ilerler. Bu nedenle, çoğaltmanın her düzenlemesi, başlangıç ​​aşamasında gerçekleşir.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Patofizyolojide, başlangıç ​​terimi özellikle kanser hücreleri ile bağlantılı olarak bir rol oynar. Kötü huylu süreçlerin başlaması, esasen zararlı ve mutanojenik etkilere maruz kalmaya bağlıdır. Karsinojenezin genetik mekanizmaları arasında nokta mutasyonu, amplifikasyon, delesyon ve kromozom yeniden düzenlemesi bulunur.

Bu bağlamda, nokta mutasyonu, DNA içinde belirli bir nükleotidin değişimi, eklenmesi veya yer değiştirmesi olan gen mutasyonunun bir varyantıdır. Nokta mutasyonları bu nedenle ikameler, geçişler ve geçişler, eklemeler veya çıkarmalar olabilir. Nokta mutasyonu, protein sentezinde gen ürününde değişikliklere yol açar.

Amplifikasyon sırasında, kanser durumunda karsinojenez'e yol açan nükleik asidi kopyalamak için hücresel bir işlem veya moleküler genetik işlem gerçekleşir. Delesyonlar ise, tüm kromozom bölümleri anlamında tek tek bazların veya daha büyük baz dizilerinin kaybına karşılık gelebilen DNA bölümlerinin kaybına karşılık gelir. Yalnızca bireysel bazlar etkilenirse, silme genellikle bir nokta mutasyonunun parçası olarak gerçekleşir. Tüm bir kromozom, silme yoluyla değiştirilirse, buna kromozom sapması denir.

Karsinogenez ile ilgili olarak, bu süreçler kötü huylu hücrelerin başlatılmasındaki rolleri için araştırmalarla incelenmektedir. Bu araştırma çabalarının amacı, kanserin önlenmesi için farklı önlemlerin geliştirilmesidir. Karsinojenez ile bağlantılı olarak, başlatma ilk adımı temsil eder ve bir hücrenin kanserojen nedeniyle geçirdiği mutasyonu özetler. Teorik olarak, bu mutasyon DNA onarımı ile ortadan kaldırılabilir veya apoptoz (hücre ölümü) ile kapatılabilir.

Bununla birlikte, özellikle yaşlı hastalarda, DNA onarım mekanizmaları artık mutasyonu ortadan kaldıracak kadar güçlü değildir. Bu nedenle kanserojen mutasyon geri döndürülemez. Böyle bir mutasyon, her zaman kanser oluşumunda hücre döngüsünü ve hücre bölünmesini kontrol eden bir geni etkiler. Karsinojenler, habis başlangıca neden olan ve mutlaka mutasyona neden olan genotoksik maddelerdir.