Inicijavimas: funkcija, užduotys, vaidmuo ir ligos

Inicijavimas yra pirmasis žingsnis, taigi ir pasirengimas vertimui, transkripcijai ir replikacijai. Šie etapai kartu iš esmės vadovauti į genas išraiška. Iniciacija taip pat atlieka svarbų vaidmenį patofiziologijoje, atsižvelgiant į tokias ligas kaip Vėžys.

Kas yra iniciacija?

Inicijavimas yra pirmasis žingsnis, taigi ir pasirengimas vertimui, transkripcijai ir replikacijai. Šie etapai kartu iš esmės vadovauti į genas išraiška. Vertimas apima baltymai gyvų organizmų ląstelėse, naudojant nukopijuotą genetinę informaciją. Transkripcija, priešingai, yra RNR sintezė, naudojant DNR kaip šabloną, todėl gaunama RNR. Kaip ir vertimas, taip ir transkripcija yra esminė genas išraiška. Viduje genetika, replikacija yra DNR kopijų gamyba. Kiekvienas iš minėtų procesų susideda iš kelių fazių. Pirmasis replikacijos, transliacijos ir transkripcijos etapas yra inicijavimas. Taigi iniciacija yra visų genų ekspresijos komponentų pradinis procesas. Paprastai prieš inicijavimą gaminamas vadinamasis preiniciacijos kompleksas. Transkripcijos, vertimo ir replikacijos iniciacijos skiriasi viena nuo kitos savo proceso pobūdžiu ir tikslu. Be to, iniciacijos fazė skiriasi nuo gyvybės formos ir atitinkamai eukariotuose vyksta kitaip nei prokariotuose.

Funkcija ir užduotis

Norint pradėti vertimą, susidaro išankstinio inicijavimo kompleksas. Šis kompleksas susideda iš vadinamojo 40S ribosomos subvieneto ir iniciatoriaus tRNAMet. Jame taip pat yra GTP ir inicijavimo veiksniai. Šių elementų derinys atpažįsta brandžią MRNR 5 ′ gale, gali ją surišti ir ištirti vėlesniame analizės etape iš 5'3 ′ krypties. Šie procesai vyksta tol, kol tiriamasis kompleksas atpažins vadinamąjį pradinį kodoną arba AUG. Atpažinus šį kodoną, ribosominis 60S subvienetas prisijungia prie jo, sukeldamas iniciacijos veiksnius. Tik tada mRNR gali vykti vertimo prasme. Visuose eukariotuose genų ekspresijos transkripcijos etapas taip pat priklauso nuo pradinio inicijavimo komplekso, susidedančio iš skirtingų transkripcijos veiksnių. Veiksniai, susiję su kompleksu, yra TFIIA, TFIID, TFIIB ir TFIIF. DNR šablonas paduodamas į RNR polimerazės katalizinį centrą, kad būtų lengviau suformuoti pradinį fosfodiesterio ryšį. Tik šis poskyris inicijuoja tikrąją transkripciją. Replikacijos inicijavimo fazėje DNR amplifikacija vėl įjungiama sulaužant dvigubą DNR spiralę. Šis lūžis vyksta tam tikrame DNR taške ir yra realizuojamas naudojant helikazę. Paženklinta primaze, polimerazė prisijungia prie suskaidytos DNR. Replikacijos pradžioje spiralinė DNR ląstelėje yra netvarkinga, apskrito ar linijinio išdėstymo forma, taip pat yra susisukusi. Kad būtų galima pakartoti, pirmiausia reikia atsukti eukariotinę DNR, todėl DNR dvigubos sruogos vis labiau pasisuka. Inicijuojant replikaciją, vyksta ir DNR grandinių skilimas. Replikacijos fazės inicijavimui reikalinga vadinamoji replikacijos pradžia, nuo kurios priklauso pradinis taškas. Iš šios kilmės vandenilis surišimas tarp bazės inicijavimo metu atskiriamos vienos sruogos. Po sruogų atidarymo vyksta gruntavimas. RNR fragmentas, dar vadinamas pradmeniu, RNR polimerazės primazės pagalba pritvirtinamas prie laisvų pavienių sruogų. Šis kompleksas atitinka primosomą ir yra naudojamas DNR polimerazės kaip „šuolio pradžia“. Kai DNR polimerazė pradeda antrosios DNR grandinės sintezę, ji baigiasi. Taigi bet koks replikacijos reguliavimas vyksta iniciacijos fazėje.

Ligos ir sutrikimai

Patofiziologijoje iniciacijos samprata vaidina svarbiausią vaidmenį kontekste Vėžys ląstelių. Piktybiniai procesai iš esmės atsiranda dėl žalingo ir mutanogeninio poveikio. Genetiniai kancerogenezės mechanizmai apima taškinę mutaciją, amplifikaciją, ištrynimą ir chromosomų pertvarkymą. Šiame kontekste taškinė mutacija yra geno mutacijos, kurioje DNR keičiamas, papildomas ar pakeičiamas konkretus nukleotidas, variantas. Taškų mutacijos gali būti pakaitos, perėjimai ir transversijos, intarpai ar ištrynimai. Taigi taškinė mutacija lemia baltymo biosintezės geno produkto pokyčius. Amplifikacija apima ląstelių procesą arba molekulinę genetinę procedūrą nukleorūgščiai sustiprinti, o tai kancerogenezės atveju sukelia kancerogenezę. Savo ruožtu ištrynimai atitinka DNR segmentų praradimą, kuris gali atitikti pavienio praradimą bazės arba didesnės bazinės sekos, vertinant ištisus chromosomų segmentus. Jei tik vienišas bazės yra paveikti, ištrynimas paprastai įvyksta taškinės mutacijos kontekste. Jei pašalinant pakeista visa chromosoma, vartojamas terminas chromosomų aberacija. Kalbant apie kancerogenezę, mokslininkai tiria minėtus procesus dėl jų vaidmens inicijuojant piktybines ląsteles. Šių mokslinių tyrimų tikslas yra plėtoti skirtingus priemonės forumas Vėžys prevencija. Taigi kancerogenezės kontekste iniciacija yra pirmasis žingsnis ir, apibendrinant, apibūdinama mutacija, kurią ląstelė patiria dėl kancerogeno. Teoriškai ši mutacija gali būti pašalinta atliekant DNR remontą arba pašalinta apoptozės (ląstelių žūtis) pagalba. Tačiau, ypač vyresnio amžiaus pacientams, DNR atstatymo mechanizmai nebėra pakankamai stiprūs, kad pašalintų mutaciją. Taigi kancerogeninė mutacija yra negrįžtama. Vykdant kancerogenezę, tokia mutacija visada veikia geną, kuris kontroliuoja ląstelių ciklą ir ląstelių dalijimąsi. Kancerogenai yra genotoksiniai veiksniai, kurie būklė piktybinę iniciaciją ir būtinai sukelia mutaciją.