indvielse

Det indvielse er det første trin og dermed forberedelsen af ​​oversættelse, transkription og replikation. Tilsammen fører disse faser i det væsentlige til genekspression. Initiering spiller også en rolle i patofysiologi i relation til sygdomme som kræft.

Hvad er indledning?

Under oversættelse fører kopieret genetisk information til syntese af proteiner i cellerne i levende organismer. I modsætning hertil er transkription syntese af RNA ved anvendelse af DNA som en skabelon, hvorfra RNA er oprettet.

Ligesom oversættelse er transkription en væsentlig del af genekspression. I genetik er replikation produktion af DNA-kopier. Hver af de nævnte processer består af flere faser. Den første fase af både replikation og oversættelse og transkription er indledning. Initiering er startprocessen for alle komponenter i genekspression. Som regel er indledningen indledt af oprettelsen af ​​et såkaldt præ-initieringskompleks.

Initieringerne til transkription, oversættelse og replikation er forskellige i arten og formålet med deres sekvens. Derudover adskiller initieringsfasen sig med livsformen og er derfor anderledes i eukaryoter end i prokaryoter.

Funktion & opgave

Der dannes et præ-initieringskompleks for at starte oversættelsen. Dette kompleks består af den såkaldte 40S underenhed af ribosomet og initiatoren tRNAMet. Det inkluderer også GTP og initieringsfaktorer. Kombinationen af ​​disse elementer genkender modent mRNA i 5'-enden, kan binde dem og undersøge dem i et efterfølgende analysetrin fra 5 '→ 3' -retningen.

Disse processer finder sted, indtil det kompleks, der undersøges, genkender et såkaldt startkodon eller AUG. Efter at have genkendt dette kodon binder 60S ribosomal-underenheden sig til det, hvilket får initiationsfaktorerne til at opløses. Først da kan mRNA-oversættelsen finde sted i betydningen af ​​oversættelse.

Det genekspressive trin til transkription i alle eukaryoter afhænger også af et præ-initieringskompleks, der består af forskellige transkriptionsfaktorer. Faktorer som TFIIA, TFIID, TFIIB og TFIIF er involveret i komplekset.

Skabelonen for DNA føres til det katalytiske centrum af RNA-polymerase for at lette dannelsen af ​​en første phosphodiesterbinding. Den faktiske transkription startes kun gennem dette delvise trin. I initieringsfasen af ​​replikationen udløses replikationen af ​​DNA'et igen ved at bryde DNA-dobbelthelixen. Denne opdeling finder sted på et bestemt tidspunkt i DNA'et og realiseres ved hjælp af Helicase.

Efter mærkning med primase findes en polymerase på det brudte DNA og akkumuleres. I begyndelsen af ​​replikation er spiralformet DNA til stede i cellen i et forstyrret, cirkulært eller lineært arrangement og er også snoet. For at blive replikeret skal det eukaryote DNA først afvikles, hvilket fører til en stigende vridning af DNA-dobbeltstrenge. Under initieringen af ​​replikation spaltes DNA-strengene også.

Til initiering af replikationsfasen kræves den såkaldte replikationsorigin, hvorpå udgangspunktet afhænger. Ved denne oprindelse brydes brintbindingen mellem baserne i de enkelte tråde under initieringen. Efter åbningen af ​​strengene foregår priming. Et stykke RNA, også kaldet en primer, er bundet til de frie enkeltstrenge under anvendelse af RNA-polymerase-primase.

Dette kompleks svarer til primosomet og bruges af DNA-polymerasen som et "udgangshjælpemiddel". Når DNA-polymerasen begynder at syntetisere den anden streng af DNA, arbejder den sig igennem til terminering. Således finder enhver regulering af replikationen sted inden for initieringsfasen.

Sygdomme og lidelser

I patofysiologi spiller udtrykket initiering en rolle især i forbindelse med kræftceller. Start af ondartede processer skyldes i det væsentlige udsættelse for skadelige og mutanogene påvirkninger. De genetiske mekanismer ved carcinogenese inkluderer punktmutation, amplifikation, deletion og kromosomarrangement.

I denne sammenhæng er punktmutationen en variant af den genmutation, hvor der er en udskiftning, tilføjelse eller erstatning af et specifikt nukleotid i DNA'et. Punktmutationer kan derfor være substitutioner, overgange og transversioner, indsættelser eller sletninger. Punktmutationen fører til ændringer i genproduktet i proteinsyntese.

Under amplificering finder en celleproces eller molekylær genetisk proces sted til at replikere nukleinsyren, hvilket fører til kræftfremkaldelse i tilfælde af kræft. Deletioner svarer igen til et tab af DNA-sektioner, som kan svare til tabet af individuelle baser eller større basesekvenser i betydningen hele kromosomsektioner. Hvis kun individuelle baser påvirkes, sker sletningen normalt som en del af en punktmutation. Hvis et helt kromosom ændres via deletion, kaldes det kromosomafvigelse.

Med hensyn til carcinogenese undersøges de nævnte processer ved forskning for deres rolle i initieringen af ​​maligne celler. Formålet med denne forskningsindsats er udvikling af forskellige tiltag til kræftforebyggelse. I forbindelse med carcinogenese repræsenterer initiering det første trin og opsummerer den mutation, som en celle gennemgår på grund af et kræftfremkaldende middel. Teoretisk kan denne mutation elimineres ved DNA-reparation eller slukkes ved apoptose (celledød).

Især hos ældre patienter er imidlertid DNA-reparationsmekanismerne ikke længere stærke nok til at eliminere mutationen. Den kræftfremkaldende mutation er således irreversibel. En sådan mutation påvirker altid et gen i carcinogenese, der kontrollerer cellecyklussen og celledelingen. Karcinogener er genotoksiske stoffer, der forårsager ondartet initiering og nødvendigvis forårsager mutation.