Izadi Jakintza»Izadi jakintza

Informazio genetikoaren transkripzioa

LABURPENA: Geneen adierazpena transkripzio prozesuarekin hasten da. Transkripzioari esker, RNA kate osagarri batean kopiatzen da DNA nukleotido segida batean dagoen informazio genetikoa. Transkripzio hori eragiten duten entzimak RNA polimerasak dira. Zelula prokariotoetan transkribatutako mRNA zuzenean itzultzen da, eta transkripzioaren erregulazioa operoiaren ereduaren bidez esplikatzen da. Zelula eukariotoetan mRNA transkribatuak umotu egin behar du itzulia izan aurretik, eta umotze prozesu hori geneak zelula horietan adierazteko behar izaten duen erregulazio aldietako bat izan daitekeDNAri buruzko azterketak egin ondoren, zientzialariek uste izan zuten DNAren nukleotido segidak aminoazidoen segida baldintza zezakeela kate polipeptidikoan.
Susmo batzuen arabera, RNAk zeregin garrantzitsua izan omen zezakeen DNAren informazio genetikoa aminoazido segida batera itzultzerakoan: RNA oso bizkor sintetizatzen da pankreasean eta proteina kopuru handiak sortzen dituzten beste organo batzuetan, eta RNA asko izaten dute orobat garatzen ari diren enbrioien zelulek.
Birusetan aurkitu zuten erabateko froga.
DNA duen bakteriofago batek bakterio bateko zelula bat kutsatzen duenean, birusaren DNAk RNA sintetizatzen du, birusen proteinen sintesia hasi baino lehen.
Froga horietan oinarriturik, Crick-ek teoria bat sortu zuen,“molekulen genetikaren dogma nagusia” deitu ziona: DNAk RNA zehazten du, eta RNAk, berriz, proteinak zehazten ditu. Genotipoak (DNA) fenotipoa zehazten du, eta horren arabera eratzen dira proteinak. Hala ere, proteinek ez dute genotipoa aldatzen, proteinek ez dute, alegia, atzera eraginik bidaltzen DNAra. Erretrobirusak edo alderantzizko transkripzioa egiteko gauza ziren birusak aurkitzeak“dogma nagusi” hura berrikustea ekarri zuen, informazio genetikoa DNAtik RNAra eta RNAtik DNAra (erretrobirusetan) joan baitaiteke. Hala ere, bere horretan dirau "dogma nagusiaren" ezaugarri nagusiak: informazioa ez doa fenotipotik (proteinak) genotipora (azido nukleikoa).

Transkripzio prozesua

Transkripzio esaten zaio DNAren informazio genetikoa RNA molekuletara eramaten duen prozesuari. Alegia, DNAren geneei dagozkien osagarrizko base segidekin RNA molekulak sintetizatzea da transkripzioa.
RNA polimerasa entzimak eragile izeneko nukleotido segida bat ezagutu eta hari elkartzen zaionean hasten da transkripzioa.
Hortik aurrera, entzima horrek DNAren helize bikoitza zabaltzen du, eta helize bikoitz horren kate bat molde gisa erabiliko du RNA kate osagarri bat sintetizatzeko.
RNA polimerasa entzima higituz joaten da DNA katean zehar, eta hurrenez hurrengo erribonukleotidoek eratzen ari den RNA katearen OH 3' ertzarekin sortzen duten lotura katalizatzen du, bi molekula azido fosforiko askatzen dituelarik. Fosfodiester lotura sortzeko behar den energia fosfatoen arteko loturen hidrolisitik dator.
RNA katearen hazkuntza prozesuak aurrera jarraitzen du, harik eta entzimak seinale berezi bat aurkitzen duen arte bukatzeko.
Orduan, RNA polimerasa DNAtikbereizten da, eta RNA molekula transkribatua askatzen du.
2. irudian ikus daitekeenez, DNAren bi kateetatik baten segmentua bakarrik transkribatzen da. Eragileen norabideak baldintzatzen du zein kate transkribatu behar den, RNA polimerasak noranzko bakarrean bakarrik irakur baitezake kate hori behar bezala.
Zelula prokariotoetan, RNA polimerasa berak hiru RNA motak transkribatzen ditu.
Hiru RNA polimerasa desberdin daude zelula eukariotoetan: lehenengoak proteinetara itzuliko diren geneak transkribatzen ditu, RNA mezularien sintesia katalizatzen duela; bigarrenak RNA erribosomiko handien geneak transkribatzen ditu; eta hirugarrenak era askotako RNA txikiak transkribatzen ditu, transferentziazko RNAk eta erribosomaren RNA txikiak barne.

Eukariotoetan transkribaturiko mRNA aldatzea eta umotzea

Zelula prokariotoetan, mRNA molekula bakoitza nukleotido segida jarraitu bat da eta proteina baten aminoazido segida kodetzen du; alegia, mRNA transkribatua zuzenean itzultzen da zelula prokariotoetan.Aitzitik, zelula eukariotoetan, gunearen RNAk nukleotido segida asko ditu, introiak izenekoak, batere aminoazidorik kodetzen ez dutenak, eta DNAren alorrak transkribatzearen emaitza direnak. Proteinaren aminoazidoak kodetzen dituzten alorrei exoi derizte.
RNA kate eratu berriak gutxi gorabehera 20 bat pare base besterik ez dituenean, nukleotido oso bakan baten estalkia, 7-metil guanina-rena, eransten zaio mRNA-ren 5' muturrari. Transkripzioa egin eta molekula DNAtik bereizi ondoren, entzima berezi batzuek adenina nukleotidoen kate bat eransten diote molekularen 3' muturrari.
Zeregina zehaztu gabe duen segmentu osagarri horri poli-A deritza, eta 200 nukleotido ere izan ditzake.
mRNA molekulak gunea utzi baino lehen, introiak RNA transkribatutik ebaki behar dira, proteina oso baten sintesia kodetu ahal izango duen mRNA molekula bihurtzeko RNA transkribatu hori. RNAren (exoiak) segida kodetzaileak bata besteari elkartzen zaizkionez ebakiak izan eta introiak ezabatu ondoren, umotzea esaten zaio RNAren eraldatze erreakzio horri.

Prokariototan transkrizioa nola erregulatzen den.
Operoiaren eredua

Operoiaren eredua Proteinen biosintesi mekanismoa ikusita, irudi luke proteina guztien sintesia jarraitua eta bereizketarik gabea dela. Hala ere, frogatua dago une jakin batean ez direla une horretan behar diren proteinak eta behar diren kopuruan baizik sintetizatzen. Horretarako, genearen jarduera erregulatuko duenmekanismo bat behar da. Operoia da mekanismo horietako bat, Jacob-ek eta Monodek 1961ean proposatua.
Operoiaren ereduan bi gene mota bereizten dira: egiturazko geneak, proteina egiturazkoak eta entzimatikoak kodetzen dituztenak, eta gene erregulatzaileak, egiturazko geneen transkripzioa kontrolatzen duten proteina eragozle ere esaten zaienak kodetzen dituztenak. DNAren katean, gene erregulatzailea gutxi asko urrun dago egiturazko geneetatik. Horien ondoan bi alor berezi daude: eremu sustatzailea, RNA-polimerasa kokatzen denekoa, eta eremu eragilea, eragozlea kokatzen denekoa.
Gene erregulatzailea transkribatzeak, eta horren ondoren mRNA erribosometara itzultzeak, eragozlea sortzen du; eragozle hori eragilearen eremuarekin elkartzen da, eta egiturazko geneak transkribatzea eragozten dio RNA-polimerasari. Badira induktore esaten zaien molekula batzuk, eta molekula horiek eragozleekin elkartzen direnean, indargabetu egiten dituzte, eta aldaketak eragiten dituzte eragozle horien egituran; era horretan, RNA-polimerasak egiturazko geneak transkriba ditzake. Operoi horiek indukzio entzimatikoa esaten zaionaren arabera funtzionatzen dute. Adibidez: Escherichia coli-n laktosaren katabolismoaren erantzule den lac operoiak laktosa du induktore.
Beste operoi batzuek eragozte entzimatikoa esaten zaion horren arabera funtzionatzen dute. Gen erregulatzaileak eragozle ez aktibo baten eraketa kodetzen du, baina koeragozle izeneko molekula berezi bat agertzen baldin bada, orduan eragozle hori aktibo bihurtzen da; eragozle-koeragozle multzoa sustatzailearen eremuan finkatzenda eta egiturazko geneen transkripzioa eragozten du. Adibidez: Escherichia coli-ren his operoiak, histidinaren sintesiaren eragile delarik, histidina du koeragozle.

Nola erregulatzen den eukariotoetan transkripzioa

Gene guztiak ez dira zelula guztietan modu berean adierazten. Hemoglobina, adibidez, eritroblastoek bakarrik sintetizatzen dute, eta antigorputzak linfozitoek bakarrik sintetizatzen dituzte.
Zelula eukariotoetan, gunean transkribaturiko RNAren umotze prozesua badutenez, horixe izan liteke geneen zeluletako adierazpen prozesua erregulatzen duen aldietako bat. Hala, gene bat zelula guztietan transkribatuko balitz ere, horietako batzuetan baizik ez litzateke umotuko, eta, azkenik, umotu diren horiexetan adieraziko litzateke genea.
Adibidez (ikus 5. irudia), oinarrizko RNA bera bi guruinetako zeluletan prozesatzen da: tiroideko zeluletan eta hipofisikoetan.
Tiroide guruinean, RNA transkribatua ebaki egiten da eta poli-A isats bat eransten zaio D exoiaren 3' muturrari. Introiak kentzen dira gero, eta mRNA molekula kaltzitonina deritzan hormona batera itzultzen da. Hala ere, hipofisian, poli-A isatsa F exoiaren 3' muturrari eransten zaio. Transkripzio horretatik bost introi kentzen dira, D segmentua barne, nahiz tiroidean segmentu hori exoi gisa gordetzen zen. mRNA, bost exoiek osatua baita, beste hormona desberdin batera itzultzen da, kaltzitoninaren genearekin zerikusia duen proteina gisa (CGRP) ezaguna delarik hormona hori.