Hoe kan DNA worden getranscribeerd in mRNA
Share
Het genetisch materiaal van de meeste organismen is DNA, dat de informatie opslaat die nodig is voor de ontwikkeling, het functioneren en de reproductie van het organisme. DNA is een lang stuk nucleotiden waarbij zowel coderende als niet-coderende gebieden binnen de nucleotidesequentie kunnen worden geïdentificeerd. De coderende gebieden bevatten de informatie voor de productie van functionele eiwitten in de organismen. Het productieproces van de polypeptideketen van het eiwit in de cel is bekend als eiwitsynthese. Transcriptie van DNA in mRNA en translatie van mRNA in een aminozuursequentie van het eiwit zijn de sequentiële stappen van de eiwitsynthese.
Key Areas Covered
1. Wat zijn genen
- Definitie, functies, rol
2. Hoe kan DNA worden getranscribeerd in mRNA
- Proces van transcriptie
Sleutelbegrippen: DNA, genen, mRNA, eiwitsynthese, transcriptie, vertaling
Wat zijn genen
Genen zijn stukjes DNA die eiwitcoderende gebieden in het genoom van een bepaald organisme bevatten. Eiwit-coderende regio en regulerend gebied zijn de twee segmenten van een gen. Het eiwitcoderende gebied van eukaryote genen bevat introns en exons. De regulerende sequentie van een gen bevat nucleotidesequenties zoals promoter, enhancer en silencer, die verantwoordelijk zijn voor de regulatie van de genexpressie. Genen worden opgenomen in chromosomen zoals getoond in Figuur 1.
Figuur 1: Gene
Een complete reeks genen van een bepaalde soort wordt tijdens de reproductie door een organisme overgeërfd. De alternatieve vormen van een gen staan bekend als allelen. Verschillende allelen geven fenotypische variaties op de organismen in een bepaalde populatie.
Hoe kan DNA worden getranscribeerd in mRNA
Eiwitsynthese is het productieproces van een polypeptideketen van een functioneel eiwit op basis van de informatie die is opgeslagen in een gen. De twee stappen van eiwitsynthese zijn transcriptie en translatie. Transcriptie is de eerste stap van eiwitsynthese; hier wordt een mRNA-molecuul geproduceerd op basis van de informatie die is gecodeerd binnen het overeenkomstige gen.
RNA-polymerase is het enzym dat betrokken is bij transcriptie. Transcriptie wordt geïnitieerd door de binding van RNA-polymerase aan de promoter van het gen. Deze binding wordt vergemakkelijkt door transcriptiefactoren in zowel prokaryoten als eukaryoten. De zes transcriptiefactoren die geassocieerd zijn met RNA-polymerase in eukaryoten zijn TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF en TFIIH. De binding van RNA-polymerase aan de dubbele helix van DNA vormt een transcriptiebel. RNA-polymerase leest de antisense DNA-streng van de richting 3 'naar 5'. De transcriptiebel bestaat uit ongeveer 14 basen van de afgewikkelde dubbelstrengige promotor. Vervolgens worden complementaire RNA-nucleotiden toegevoegd aan de antisense-streng vanaf de transcriptie-initiatieplaats van de 5'-naar de 3'-richting. De toevoeging van nucleotiden wordt gestopt op de transcriptieterminatieplaats. Aan het einde van het 3'-uiteinde wordt ook een polyadenylaatstaart door het enzym toegevoegd. Het transcriptieproces wordt getoond in Figuur 2.
Figuur 2: transcriptie
Het primaire transcript gesynthetiseerd door RNA-polymerase is bekend als pre-mRNA. Het eukaryotische pre-mRNA bestaat uit introns die moeten worden afgesplitst tijdens RNA-splitsing in post-translationele modificaties. De alternatieve splitsing van eukaryotisch pre-mRNA produceert meerdere eiwitten van een enkel gen. Over het algemeen zijn eukaryote genen georganiseerd in genclusters die bekend staan als operons. De genen in een bepaald operon zijn verantwoordelijk voor een bepaalde functie in de cel, zoals metabolisme. Deze operons worden in één keer getranscribeerd en ze produceren verschillende eiwitten van een enkele mRNA-molecule.
Conclusie
Eiwitsynthese is een proces van het produceren van eiwitten op basis van de informatie die is gecodeerd in een gen. Transcriptie is de eerste stap van eiwitsynthese. Tijdens transcriptie wordt het eiwitcoderende gebied van het gen getranscribeerd in een mRNA-molecuul, dat uiteindelijk translatie ondergaat voor de synthese van de polypeptideketen..
Referentie:
1. Venters, B. J en B. F Pugh. "Hoe eukaryotische genen worden getranscribeerd." Kritieke beoordelingen in biochemie en moleculaire biologie., Amerikaanse National Library of Medicine, juni 2009, hier beschikbaar.
Afbeelding met dank aan:
1. "Chromosome-DNA-gen" door Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Proces van transcriptie (13080846733)" door Genomics Education Program - Proces van transcriptie (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia
