Wataalamu wa biolojia huliita neno "unukuzi" hatua maalum ya utekelezaji wa taarifa za urithi, kiini chake ambacho huja chini ya kusoma jeni na kuunda molekuli ya ziada ya RNA kwake. Ni mchakato wa enzymatic unaohusisha kazi ya enzymes nyingi na wapatanishi wa kibiolojia. Wakati huo huo, vichochezi vingi vya kibayolojia na mifumo inayohusika na kuchochea uigaji wa jeni haijulikani kwa sayansi. Kwa sababu hii, inabakia kuonekana kwa undani ni nini unukuzi (katika biolojia) katika kiwango cha molekuli.
Utekelezaji wa taarifa za kinasaba
Sayansi ya kisasa kuhusu unukuzi, na pia kuhusu uwasilishaji wa taarifa za urithi, haijulikani vyema. Data nyingi zinaweza kuwakilishwa kama mfuatano wa hatua katika biosynthesis ya protini, ambayo inafanya uwezekano wa kuelewa utaratibu wa kujieleza kwa jeni. Mchanganyiko wa protini ni mfano wa utambuzi wa habari ya urithi, kwani jeni husimba muundo wake wa msingi. Kwa kila molekuli ya protini, iwe ni protini ya muundo, kimeng'enya, aumpatanishi, kuna mfuatano msingi wa asidi ya amino uliorekodiwa kwenye jeni.
Mara tu inapohitajika kuunganisha tena protini hii, mchakato wa "kufungua" DNA na kusoma msimbo wa jeni unayotaka huanza, baada ya hapo unukuzi hutokea. Katika biolojia, mpango wa mchakato kama huo una hatua tatu, zilizotambuliwa kwa kawaida: kuanzishwa, kupanua, kukomesha. Walakini, bado haiwezekani kuunda hali maalum za uchunguzi wao wakati wa jaribio. Haya ni mahesabu ya kinadharia ambayo huruhusu ufahamu bora wa ushiriki wa mifumo ya kimeng'enya katika mchakato wa kunakili jeni kwenye kiolezo cha RNA. Kiini chake, unukuzi ni mchakato wa usanisi wa RNA kulingana na 3'-5'-strand ya DNA.
Njia ya unukuzi
Unaweza kuelewa unukuzi ni nini (katika biolojia) kwa kutumia mfano wa usanisi wa messenger RNA. Inaanza na "kutolewa" kwa jeni na usawa wa muundo wa molekuli ya DNA. Katika kiini, habari ya urithi iko katika chromatin iliyofupishwa, na jeni zisizofanya kazi "zimejaa" kwa heterochromatin. Kukata tamaa kwake huruhusu jeni inayotaka kutolewa na kupatikana kwa usomaji. Kisha kimeng'enya maalum hugawanya DNA yenye nyuzi mbili katika nyuzi mbili, kisha msimbo wa 3'-5'-strand unasomwa.
Kuanzia wakati huu, kipindi cha unukuzi chenyewe kinaanza. Kimeng'enya cha RNA polymerase kinachotegemea DNA hukusanya sehemu ya kuanzia ya RNA, ambayo nyukleotidi ya kwanza imeunganishwa, inayosaidiana.3'-5'-strand ya eneo la kiolezo cha DNA. Zaidi ya hayo, mlolongo wa RNA hujilimbikiza, ambao hudumu kwa saa kadhaa.
Umuhimu wa unukuzi katika biolojia haujatolewa tu kwa uanzishaji wa usanisi wa RNA, bali pia kukomesha kwake. Kufikia eneo la kukomesha jeni huanzisha kusitishwa kwa usomaji na kusababisha kuzinduliwa kwa mchakato wa enzymatic unaolenga kutenganisha RNA polymerase inayotegemea DNA kutoka kwa molekuli ya DNA. Sehemu iliyogawanywa ya DNA "imeunganishwa" kabisa. Pia, wakati wa kuandika, mifumo ya enzyme hufanya kazi ambayo "angalia" usahihi wa kuongeza ya nucleotides na, ikiwa makosa ya awali yanatokea, "kata" sehemu zisizohitajika. Kuelewa michakato hii huturuhusu kujibu swali la nini unukuzi katika biolojia na jinsi unavyodhibitiwa.
Reverse transcription
Unukuzi ni utaratibu msingi wa ulimwengu wote wa kuhamisha taarifa za kijeni kutoka kwa mtoa huduma mmoja hadi mwingine, kwa mfano kutoka DNA hadi RNA, jinsi inavyofanyika katika seli za yukariyoti. Hata hivyo, katika baadhi ya virusi, mlolongo wa uhamisho wa jeni unaweza kubadilishwa, yaani, kanuni inasomwa kutoka kwa RNA hadi DNA ya kamba moja. Utaratibu huu unaitwa unukuzi wa kinyume, na inafaa kuzingatia mfano wa kuambukizwa kwa binadamu na virusi vya UKIMWI.
Mpango wa unukuu wa kinyume unaonekana kama kuanzishwa kwa virusi kwenye seli na usanisi unaofuata wa DNA kulingana na RNA yake kwa kutumia kimeng'enya cha reverse transcriptase (revertase). Biocatalyst hii hapo awali iko kwenye mwili wa virusi na huwashwa inapoingia kwenye seli ya binadamu. Inaruhusukuunganisha molekuli ya DNA yenye taarifa za kijeni kutoka kwa nyukleotidi zinazopatikana katika seli za binadamu. Matokeo ya kukamilishwa kwa mafanikio kwa unukuzi wa kinyume ni utengenezaji wa molekuli ya DNA, ambayo, kupitia kimeng'enya cha kuunganisha, huletwa kwenye DNA ya seli na kuirekebisha.
Umuhimu wa unukuzi katika uhandisi jeni
Muhimu, aina hii ya unukuzi wa kinyume katika biolojia husababisha hitimisho tatu muhimu. Kwanza, kwamba virusi katika maneno ya phylogenetic wanapaswa kuwa juu sana kuliko aina za maisha ya seli moja. Pili, huu ni uthibitisho wa uwezekano wa kuwepo kwa molekuli ya DNA yenye nyuzi moja. Hapo awali, kulikuwa na maoni kwamba DNA inaweza kuwepo kwa muda mrefu tu kwa namna ya muundo wa nyuzi mbili.
Tatu, kwa kuwa virusi hahitaji kuwa na taarifa kuhusu jeni zake ili kuunganishwa kwenye DNA ya seli za kiumbe kilichoambukizwa, inaweza kuthibitishwa kuwa jeni kiholela zinaweza kuletwa katika kanuni za kijeni za kiumbe chochote kwa kinyume. unukuzi. Hitimisho la mwisho linaruhusu matumizi ya virusi kama zana za uhandisi jeni za kupachika jeni fulani kwenye jenomu ya bakteria.
