initiering

De initiering är det första steget och därmed beredningen av översättning, transkription och replikering. Tillsammans leder dessa faser väsentligen till genuttryck. Initiering spelar också en roll i patofysiologi i relation till sjukdomar som cancer.

Vad är initiering?

Under översättning leder kopierad genetisk information till syntes av proteiner i cellerna i levande organismer. Däremot är transkription syntesen av RNA med användning av DNA som en mall, från vilken RNA skapas.

Liksom översättning är transkription en viktig del av genuttrycket. Inom genetik är replikation produktion av DNA-kopior. Var och en av de nämnda processerna består av flera faser. Den första fasen av både replikering och översättning och transkription är initiering. Initiering är startprocessen för alla komponenter i genuttryck. Initieringen föregås som regel av skapandet av ett så kallad förinitieringskomplex.

Initieringen av transkription, översättning och replikering skiljer sig åt i vilken typ och syfte deras sekvens är. Dessutom skiljer sig initieringsfasen med livsformen och är därför annorlunda i eukaryoter än i prokaryoter.

Funktion & uppgift

Ett förinitieringskomplex bildas för att starta översättningen. Detta komplex består av den så kallade 40S-subenheten för ribosomen och initiatorn tRNAMet. Det inkluderar också GTP och initieringsfaktorer. Kombinationen av dessa element känner igen mogna mRNA vid 5'-änden, kan binda dem och undersöka dem i ett efterföljande analyssteg från 5 '→ 3' -riktningen.

Dessa processer äger rum tills komplexet som undersöks känner igen ett så kallat startkodon eller AUG. Efter att ha identifierat detta kodon binds 60S ribosomal subenhet till det, vilket får initieringsfaktorerna att upplösas. Först då kan mRNA-översättningen ske i betydelse av översättning.

Det genuttrycksfulla transkriptionssteget i alla eukaryoter beror också på ett förinitieringskomplex, som består av olika transkriptionsfaktorer. Faktorer som TFIIA, TFIID, TFIIB och TFIIF är involverade i komplexet.

Mallen för DNA matas till det katalytiska mitten av RNA-polymeras för att underlätta bildandet av en första fosfodiesterbindning. Den faktiska transkriptionen initieras endast genom detta delsteg. I initieringsfasen för replikationen utlöses replikationen av DNA igen genom att bryta DNA: s dubbla spiral. Denna uppdelning sker vid en viss punkt i DNA och realiseras med hjälp av Helicase.

Efter märkning med primas hittas ett polymeras på det trasiga DNA och ackumuleras. I början av replikering är spiralformat DNA närvarande i cellen i ett ostört, cirkulärt eller linjärt arrangemang och är också tvinnat. För att kunna replikeras måste det eukaryota DNA först lossas, vilket leder till en ökande vridning av DNA-dubbelsträngarna. Under initieringen av replikering sker även klyvningen av DNA-strängarna.

För att initiera replikationsfasen krävs det så kallade replikationsursprung, som utgångspunkten beror på. Vid detta ursprung bryts vätebindningen mellan de enskilda strängarnas baser under initieringen. Efter att strängarna öppnats sker priming. En bit RNA, även kallad en primer, är fäst vid de fria enstaka strängarna med användning av RNA-polymeras-primas.

Detta komplex motsvarar primosomen och används av DNA-polymeraset som ett "utgångshjälpmedel". När DNA-polymeraset börjar syntetisera den andra strängen av DNA, fungerar det igenom till terminering. Således sker varje reglering av replikationen inom initieringsfasen.

Sjukdomar och sjukdomar

I patofysiologi spelar initiering en roll särskilt i samband med cancerceller. Initiering av maligna processer beror väsentligen på exponering för skadliga och mutanogena påverkan. De genetiska mekanismerna för karcinogenes inkluderar punktmutation, amplifiering, deletion och kromosomarrangemang.

I detta sammanhang är punktmutationen en variant av genmutationen i vilken det finns ett utbyte, tillsats eller ersättning av en specifik nukleotid i DNA: t. Punktmutationer kan därför vara substitutioner, övergångar och transversioner, insättningar eller borttagningar. Punktmutationen leder till förändringar i genprodukten vid proteinsyntes.

Under amplifiering sker en cellprocess eller molekylär genetisk process för att replikera nukleinsyran, vilket leder till cancerframkallande vid cancer. Deletioner motsvarar i sin tur en förlust av DNA-sektioner, vilket kan motsvara förlusten av enskilda baser eller större bassekvenser i betydelsen av hela kromosomsektioner. Om endast enskilda baser påverkas sker radering vanligtvis som en del av en punktmutation. Om en hel kromosom ändras via borttagning benämns den kromosomavvikelse.

Beträffande karcinogenes undersöks de nämnda processerna av forskning för deras roll i initieringen av maligna celler. Syftet med dessa forskningsinsatser är att utveckla olika åtgärder för att förebygga cancer. I samband med karcinogenes representerar initiering det första steget och sammanfattar den mutation som en cell genomgår på grund av en karcinogen. Teoretiskt kan denna mutation elimineras genom DNA-reparation eller stängas av med apoptos (celldöd).

Speciellt hos äldre patienter är emellertid DNA-reparationsmekanismerna inte längre starka för att eliminera mutationen. Den karcinogena mutationen är således irreversibel. En sådan mutation påverkar alltid en gen i karcinogenes som styr cellcykeln och celldelningen. Karcinogener är genotoxiska ämnen som orsakar malign initiering och nödvändigtvis orsakar mutation.