TRANSKRYPCJA VIDEO
KOREPETYCJE z BIOLOGII i CHEMII
TRANSKRYPCJA przebieg transkrypcji - genetyka - KOREPETYCJE z BIOLOGII - 213
Opis wygenerowany przez Skrybot
Dla tego filmu nie wygenerowano opisu.
Transkrypcja wygenerowana przez Skrybot
Cześć, na dzisiejszym nagraniu omówię proces transkrypcji. Transkrypcja jest to przepisanie informacji genetycznej z DNA na RNA. Chodzi o to, że z sekwencji nukleotydów zawartej w dwuniciowej cząsteczce DNA informacja jest przepisywana na sekwencję nukleotydów w cząsteczce RNA, przy czym przypominam, że DNA jest to cząsteczka dwuniciowa, natomiast RNA jest to cząsteczka jednoniciowa. Transkrypcja jest to pierwszy etap ekspresji informacji genetycznej, o ekspresji informacji genetycznej o jej etapach mówię na innym nagraniu. Transkrypcję katalizuje polima raza RNA zależna od DNA. Polima raza RNA składa się z dwóch części. Pierwsza część jest to część rdzenna, która jest odpowiedzialna za tworzenie nowych par zasad.
Druga część jest to część katalityczna, która odpowiada za tworzenie wiązań fosfodiastrowych pomiędzy włączanymi nukleotydami, czyli część rdzenna odpowiada za tworzenie nukleotydu, pojedynczego nukleotydu, tworzenie par zasad, które będą kompatybilne z tym DNA, na podstawie którego dochodzi do transkrypcji, natomiast część katalityczna odpowiada za łączenie tych poszczególnych nukleotydów w łańcuch nukleotydowych. Przebieg i replikacji, i transkrypcji, i translacji można podzielić do dalszy zasadnicze części. Mówiłam o tym też w innym nagraniu, natomiast przypominam, że jest to inicjacja, elongacja i terminacja. Inicjacja, czyli zainicjowanie czegoś, zawsze oznacza początek danego procesu. Elongacja, w tym przypadku elongacja transkrypcji, jest to kontynuacja tego procesu i właściwa część procesu, podczas której dochodzi do wytworzenia określonych cząsteczek. Natomiast terminacja, słowem tym określa się ogólnie zakończenie.
W przypadku transkrypcji polimeraza RNA, zależna od DNA, wiąże się ze swoistym odcinkiem pasma matrycowego DNA, tzw. promotorem, czyli przyłącza się do promotora. Promotor ma sekwencję tata. Następnie dochodzi do rozsunięcia nici DNA i pozwala to na wstawianie kolejnych nukleotydów. Następnie jest elongacja transkrypcji, czyli właściwa część transkrypcji, gdzie polimeraza RNA przesuwa się systematycznie wzdłuż heliksu DNA i jest syntetyzowany RNA. Terminacja transkrypcji, gdy polimeraza dotrze do miejsca terminacji transkrypcji i wtedy dochodzi do zakończenia tego procesu. Jak to wygląda na rycinie? Tak jak mówiłam, w pierwszym etapie, tuż po trafieniu na sekwencję tata przez polimerazę, musi dojść do rozsunięcia nici DNA, aby mogły powstać kolejne nukleotydy nici RNA.
I teraz zobacz, tutaj mamy dwie nici DNA, tutaj mamy nic 3', i na niej oczywiście podobniej będzie synteza, czyli tutaj mamy od 3' końca do końca 5', i tutaj polimeraza, ona się przesuwa. I teraz zobacz, tu jest kierunek transkrypcji, tutaj doszło do rozsunięcia. Tak jak mieliśmy to w replikacji, były takie widełki replikacyjne, tutaj nie nazywa się tego w ten sposób w książkach, natomiast to też wygląda jak takie właśnie widełki. I tutaj mamy takie oczko i tutaj dochodzi do transkrypcji. Transkrybowana nicz DNA, czyli ta nic matrycowa, jest to ta nic od 3', do końca 5', czyli tutaj po lewej stronie jest koniec 3', natomiast po prawej jest koniec 5'.
Ten rejon jest to rejon transkrypowany, przy czym początek jest to rejon promotorowy i przypominam rejon promotorowy, jest to sekwencja nukleotydów, sekwencja TATA, która się powtarza, jest to sekwencja około 200 nukleotydów. Tutaj powstaje transkrypt RNA, który przesuwa się następnie od strony 3' do 5' i tutaj te nukleotydy są dobudowywane do końca 5'. Transkrypcja przebiega do czasu, aż polimeraza RNA trafi na sygnał terminacji transkrypcji i wtedy ta transkrypcja zostaje natychmiast zakończona. Czyli rejon promotorowy należy też do rejonu transkrybowanego i one ulegają transkrypcji, czyli cały ten odcinek DNA ulega transkrypcji, natomiast tutaj jak jest sygnał terminacji transkrypcji, wtedy dochodzi do zakończenia transkrypcji i wtedy ta sekwencja nukleotydów w tej części DNA już nie ulega transkrypcji, czyli nie ulega przepisaniu na RNA.
W pierwszym etapie transkrypcji, czyli inicjacji polimeraza RNA zależna od DNA, przyłącza się do promotora z sekwencją TATA. Jakie są możliwości ekspresji informacji genetycznej? Przypominam ten slajd, ponieważ omawiałam go już na innym, oddzielnym nagraniu. Pierwszy rodzaj jest to ekspresja typowa, ta z lewej, i tutaj dochodzi najpierw do transkrypcji, czyli przepisania informacji genetycznej z DNA na mRNA i następnie do translacji, czyli przepisania z mRNA na sekwencję aminokwasów białków. Natomiast u niektórych wirusów dochodzi na początku do tzw. odwrotnej transkrypcji i jak mamy typową transkrypcję, gdzie dochodzi do przepisania informacji genetycznej z DNA na RNA, tak tutaj odwrotna transkrypcja przebiega odwrotnie, czyli z informacji zawartej w RNA, w jednoj niciowym RNA, dochodzi do przepisania informacji na dwuniciowe DNA.
I następnie kolejne etapy, czyli typowa transkrypcja i translacja, one przebiegają już tak samo. Transkrypcja u prokariota. Prokariotyczny mRNA zawiera kopie kilku genów leżących obok siebie. W komórkach prokariotycznych często geny kodujące np. jedno białko enzymatyczne dotyczące jednego szlaku metabolicznego leżą blisko siebie i ulegają jednoczesnej transkrypcji. I są to tzw. operony i o operonach mówiłam już na innym nagraniu. U prokariota występuje jeden rodzaj polimeraz, jest to jeden uniwersalny rodzaj polimeraz. Jak wygląda prokariotyczna mRNA? Tutaj mamy po lewej stronie od końca 5' miejsce wiązania rybosomu i tutaj mamy liderową sekwencję niekodującą. Następnie odcinkami niebieskimi mamy zaznaczone sekwencje kodujące, które ulegają translacji i na skutek translacji powstaje białko, a tutaj między nimi są takie sekwencje niekodujące, które nie ulegają translacji.
Transkrypcja u eukariota przebiega nieco inaczej. Komórka eukariotyczna posiada jądro, dlatego też transkrypcja zachodzi w jądrze komórkowym, natomiast translacja zachodzi w cytoplaźmie np. na rybosomach. Tak jak u prokariota był jeden rodzaj polimeraz, czyli jeden uniwersalny rodzaj, tak u eukariotów są aż trzy klasy polimeraz. Polimerazy u eukariota. Wyróżniamy trzy klasy polimeraz. Polimeraza RNA1, polimeraza RNA2 i polimeraza RNA3. Polimeraza RNA1 odpowiada za syntezę rRNA wchodzącego w skład rybosomów. Polimeraza RNA2 transkrybuje do mRNA geny strukturalne, tzn. takie, które kodują białka. Polimeraza RNA3 transkrybuje geny kodujące małe cząsteczki jak tRNA. Jak to łatwo zapamiętać? Ja Ci polecam mój sposób, to jest taki mój mini wzorek.
1R2M3T, czyli polimeraza RNA1, chodzi o rybosomowy RNA, polimeraza RNA2, o messenger RNA, czyli matrycowy, polimeraza RNA3, chodzi o transportujący RNA. Oczywiście możesz wykorzystać swój sposób zapamiętywania, natomiast 1R2M3T to jest wzór, który ja pamiętam i który bardzo ułatwia mi zapamiętanie tej informacji. Te wszystkie rodzaje RNA powstają w procesie transkrypcji, czyli rRNA, mRNA i tRNA, one powstają w procesie transkrypcji. Wszystkie polimerazy potrzebują do połączenia DNA dodatkowych białek, tzw. czynników transkrypcyjnych. Te białka zawierają rejony wiążące DNA oraz rejony współdziałające z innymi składnikami kompleksu. Czynniki transkrypcyjne mogą pełnić funkcję aktywatorów albo represorów transkrypcji. Tak wygląda czynnik transkrypcyjny, ten fioletowy, tutaj są specjalne palce cynkowe. Inicjacja transkrypcji łałkariota wymaga oddziaływania wielu różnych białek.
Najpierw dochodzi do czukania promotora, a promotorem jest około 200 nukleotydów z sekwencją TATA, czyli tymina, adenina, tymina, adenina. Dopiero potem układ licznych białek tworzy tzw. aparat transkrypcyjny. Szczegółowo o tych białkach nie będę tutaj mówić, ponieważ nie jest to konieczne, natomiast pamiętaj, że podstawowym białkiem jest tutaj polimeraza RNA. Wszystkie trzy rodzaje RNA powstają w procesie transkrypcji, natomiast dla nas obecnie bardzo istotnie jest mRNA. mRNA łałkariota jest modyfikowany na obu wolnych końcach. Aby eukaryotyczny mRNA mógł być wykorzystany do translacji, musi ulec obróbce. Ta obróbka polega na dodaniu czapeczki do końca 5' oraz dodaniu ogonka do końca 3', czyli to jest sekwencja zbudowana z nukleotydów adeninowych, czyli poli-A. Jest to tzw.
ogonek i on jest dodawany do końca 3'. Czyli podsumowując, mamy tutaj czapeczkę, która dodawana jest do końca 5' i tzw. ogonek, który jest dodawany do końca 3' i jest to sekwencja nukleotydów adeninowych. Jak teraz łatwo zapamiętać tą informacją, mój patent jest taki, że czapkę ogólnie zakładamy na głowę, więc ona jest wyżej, można powiedzieć, że mamy wyżej nad powierzchnią ziemi, więc ma wyższą cyferkę. Oczywiście jak ty to zapamiętasz, to już jest twoja inwencja, natomiast polecam ci takie proste rozwiązania.
W tym mRNA mamy tutaj liderową sekwencję niekodującą, mamy kodon inicjujący, czyli kodon metioniny AUG, tutaj mamy rejon kodujący, który ulega translacji i składa się z eksonów i kodon terminacyjny na raz występuje jeden z tych trzech kodonów, o tym też będę mówić na innym nagraniu, ponieważ jeden z trzech kodonów terminacyjnych – UAA, UAG albo UGA. I są to informacje, które mówią o tym, że należy zakończyć transkrypcję. Na koniec jest ogonek, czyli poli-A. Czapeczka umożliwia także odpowiednie związanie mRNA z rybosomem, co jest niezwykle istotne w procesie translacji. Ten mRNA, który tutaj widzisz na rycinie, jest to model eukaryotycznego mRNA gotowego do translacji. Jednak u eukaryota pierwotny transkryp, który powstaje jako pierwszy, raczej nie przypomina tego mRNA.
Z powodu zjawiska nieciągłości genów u eukaryota, najpierw powstaje heterogenny jądrowy RNA, czyli HNRNA, inaczej pre mRNA, dlatego że odcinek DNA zawierający kompletną informację o budowie danego polipeptydu ma dwa rodzaje naprzemiennie ułożonych obszarów. Pierwsze są to egzony, inaczej eksony. Są to sekwencje kodujące fragmenty niosące konkretną informację o budowie białka albo jego części, oraz introny, czyli fragmenty DNA niekodujące, które nie zawierają informacji o budowie białka. Jeśli by porównać egzony i introny do zdania w języku polskim, to egzony byłyby słowami niosącymi jakąś informację, czyli mamy jakiś wyraz, jakieś konkretne słowo, które niesie ze sobą dane znaczenie, natomiast introny byłyby takimi spójnikami typu I.
I tak jak się pewnie domyślasz o ile introny są potrzebne na początku, o tyle one nie przekazują tak naprawdę właściwej informacji, więc one są następnie wycinane. Polimeraza kopiuje podczas transkrypcji wszystko jak leci, czyli mamy DNA, tutaj polimeraza RNA zależna od DNA, ona się przyłącza i dochodzi do syntezy tego heterogennego, jądrowego RNA, inaczej pre-MRN. I tutaj są te egzony, są introny, natomiast te introny są to fragmenty niekodujące, które naprawdę nie są potrzebne w przypadku mRNA. Aby je wyciąć dochodzi do obróbki posttranskrypcyjnej. Obróbka posttranskrypcyjna. Splicing jest to najważniejszy element obróbki posttranskrypcyjnej. Polega on na wycinaniu intronów z pre-MRN i składanie eksonów w jedną całość, czyli funkcjonalne mRNA.
Na obróbkę posttranskrypcyjną składa się splicing, czyli wycinanie tych intronów i składanie eksonów oraz dodanie czapeczki do końca 5' i ogonka do końca 3'. I z pre-MRN powstaje w wyniku obróbki posttranskrypcyjnej gotowy mRNA. Tak wygląda obróbka posttranskrypcyjna na innej rycinie, jest to z książki Lewińskiego, wydawnictwo Operon. I tutaj mamy ładnie pokazane, że tutaj mamy pasmo kodujące, pasmo matrycowe, mamy egzony introny. I tutaj dochodzi do transkrypcji, jest jednoniciowy heterogenny jądrowy RNA. I na skutek obróbki posttranskrypcyjnej, zobacz, wszystkie te introny, one są wycinane i składane są egzony. Przypominam, że transkrypcja jest to pierwszy z dwóch etapów ekspresji informacji genetycznej. I tutaj na początku ten heterogenny jądrowy RNA, jest to tak zwany pierwotny transkrypt mRNA.
I następnie na skutek obróbki dochodzi do powstania właściwego mRNA, który ulega procesowi translacji i powstaje polipeptyt. Ważnym pojęciem związanym z transkrypcją jest pojęcie genu. Przypominam Ci, że gen jest to fragment DNA, który koduje informacje na temat danego łańcucha polipeptytowego. Jeżeli mamy białko funkcjonalne złożone z dwóch łańcuchów polipeptytowych, to jest ono kodowane przez dwa geny. I te geny wchodzą w skład jednostki transkrypcyjnej. Ta jednostka transkrypcyjna odpowiada za powstanie tego konkretnego białka. Jeżeli białko jest złożone z dwóch łańcuchów polipeptytowych, to w skład tej jednostki wchodzą dwa geny. Jeżeli było złożone z czterech łańcuchów polipeptytowych, to wtedy w skład tej jednostki wchodzą aż cztery geny. Przypominam Ci, bo to jest bardzo ważne zagadnienie.
Dokładnie o tym mówię na innym nagraniu na temat tego, czym jest gen. Tu jeszcze chciałam Ci pokazać rycinę z serii biologia z tangramem. I tu jest też proces transkrypcji, jak to wygląda. Gotowy mRNA przemieszcza się przez pory jądrowe do cytoplazmy i tam dochodzi do translacji. Pamiętaj, że gen zawiera informację o strukturze pierwszorzędowej białka. Białko jest to makrocząsteczka samoorganizująca się. mRNA jest to matryca do właściwej biosyntezy białka. Na koniec przypominam pojęcia, czyli inicjacja, początek, zainicjowanie czegoś, czyli rozpoczęcie czegoś, elongacja, czyli wydłużanie, czyli właściwy proces, terminacja, czyli zakończenie procesu, transkrypcja, czyli przepisanie czegoś, czyli przepisanie informacji z DNA na RNA oraz translacja, czyli przetłumaczenie czegoś, a w biologii jest to przepisanie informacji z RNA na sekwencję aminokwasów w białkach.
I to wszystko na dzisiaj. Dziękuję Ci za uwagę i zachęcam do subskrypcji tego kanału. .
S K R Y B O T
Skrybot. 2023, Transkrypcje video z YouTube
Informujemy, że odwiedzając lub korzystając z naszego serwisu, wyrażasz zgodę aby nasz serwis lub serwisy naszych partnerów używały plików cookies do przechowywania informacji w celu dostarczenie lepszych, szybszych i bezpieczniejszych usług oraz w celach marketingowych.