מֵידָע

2020_Spring_Bis2a_Facciotti_Lecture_22 - ביולוגיה


מטרות למידה הקשורות 2020_Spring_Bis2a_Facciotti_Lecture_22

  • הבדל והמיר בין גדילים של קידוד/לא-קידוד, תבנית/לא-תבנית.
  • הגדר והסבר את הפונקציה והמבנה של מסגרת קריאה פתוחה (ORF).
  • צור מודל ליחידת תעתיק בסיסית הכוללת מקדמים, אתרי רגולציה של תעתיק לקשירת גורמי שעתוק, אתר קישור ריבוזום, אזור קידוד,תפסיקקודון ותעתיקמסוף.
  • השתמש במודל של יחידת תעתיק כדי לדון בתפקידים של כל אחד מהאלמנטים המבניים של יחידת תעתיק. זהה את אלה שכןמתועתקים, אלה שיכוליםלהיות מתורגםואלו המשרתים תפקידים אחרים.
  • צור מודל דינאמי (מילולי, ציור וכו ')שֶׁלה תהליך של שעתוק הכולל את המגיבים, המוצרים, האנזימים, האתרים ב- DNA הדרושים לביצוע השעתוק, וכן כיצד מרכיבים אלה מתקשרים עם תבנית ה- DNA בזמנים שונים במהלך התהליך. שימו את הדגמים שלכםלְתוֹךפעולה!

זרימת המידע הגנטי

בחיידקים, ארכאיות ואיקריוטים, תפקידו העיקרי של ה- DNA הוא לאחסן מידע תורשתי המקודד את מערך ההוראות הנדרש ליצירת האורגניזם המדובר. אמנם השתפרנו בהרבה בקריאה מהירה של ההרכב הכימי (רצף הנוקלאוטידים בגנום וכמה שינויים כימיים ש

מיוצרים

אליו), אנו עדיין לא יודעים כיצד לפענח באופן אמין את כל המידע שבתוכו ואת כל המנגנונים שבאמצעותו

נקרא

ובסופו של דבר בא לידי ביטוי.

עם זאת, ישנם כמה עקרונות ומנגנונים בסיסיים הקשורים לקריאה ולביטוי של הקוד הגנטי ששלביו הבסיסיים

מובנים

וזה צריך להיות חלק מערך הכלים הרעיוני של כל הביולוגים. שניים מתהליכים אלה הם שעתוק ותרגום, שהם התמודדות של חלקים מהקוד הגנטי הכתוב ב- DNA למולקולות של ה- RNA הפולימר הקשור וקריאה וקידוד של קוד ה- RNA לחלבונים, בהתאמה.

ב- BIS2A, אנו מתמקדים בפיתוח הבנה של

תהליך

של תמלול (זכור שסיפור אנרגיה הוא רובין לתיאור תהליך) ותפקידו בביטוי של מידע גנטי. אנו מניעים את הדיון שלנו בתעתיק על ידי התמקדות בבעיות תפקודיות (הכנסת חלקים מהערך לפתרון בעיות/אתגר עיצובי) שחייבים

ייפתר

התהליך שיתקיים. לאחר מכן אנו מתארים כיצד התהליך

משמש

על ידי Nature ליצור מגוון מולקולות RNA פונקציונליות (שעשויות להיות בעלות תפקידים מבניים, קטליטיים או רגולטוריים שונים) כולל מה שנקרא RNA שליח (

mRNA

) מולקולות הנושאות את המידע הנדרש לסינתזת חלבונים. באופן דומה אנו מתמקדים באתגרים ובשאלות הקשורות לתהליך התרגום, התהליך שבו הריבוזומים מסנתזים חלבונים.

לעתים קרובות אנו מתארים את הזרימה הבסיסית של מידע גנטי במערכות ביולוגיות בתוכנית המכונה "הדוגמה המרכזית" (ראו איור להלן). תכנית זו קובעת שמידע המקודד ב- DNA זורם ל- RNA באמצעות שעתוק ולבסוף מתורגם לחלבונים. תהליכים כמו שעתוק הפוך (יצירת DNA מתוך ותבנית RNA) ושכפול מייצגים גם מנגנונים להפצת מידע בצורות שונות. אולם תכנית זו אינה אומרת דבר כשלעצמה לגבי אופן המידעמקודדאו על המנגנונים שבאמצעותם נעים אותות רגולטוריים בין השכבות השונות של סוגי המולקולות המתוארות במודל. לכן, בעוד שהתוכנית שלהלן היא חלק כמעט נדרש מהלקסיקון של כל ביולוג, שאולי נותר ממנוישןמסורת, התלמידים צריכים לדעת גם שמנגנוני זרימת המידע מורכבים יותר (נלמד על חלקם תוך כדי, וכי "הדוגמה המרכזית" מייצגת רק כמה מסלולי ליבה).

איור 1. זרימת המידע הגנטי.
שִׁיוּך:מארק ט. Facciotti (יצירה מקורית)

גנוטיפ לפנוטיפ

מושג חשוב בסעיפים הבאים הוא הקשר בין מידע גנטי, ה- גנוטיפ, והתוצאה של ביטוי זה, ה פנוטיפ. שני המונחים הללו והמנגנונים המקשרים בין השניים ירצולהידוןשוב ושוב במהלך השבועות הקרובים - התחל להיות בקיא בשימוש באוצר מילים זה.

דמות2.מידע ב- DNA שיעשה זאתלהתבטאעל ידי תמלולמאוכסןברצף של נוקלאוטידים בודדים הנקראים בכיוון 5 'עד 3'. המרת המידע מה- DNA ל- RNA (תהליך הנקרא שעתוק) מבטאת את המידע הזה לעותק זמני שיכול להיות פונקציונאלי כפי שהוא (למשלtRNA,rRNA), או הודעה המקודדת את המידע הנדרש לבניית חלבון (למשלmRNA). תאים משתמשים ב-mRNAכתבנית לחלבוני היצירה באמצעות תרגום. כאן, אנו מציגים שני רצפי DNA שונים. ההבדלים בכל רצף DNA גורמים לייצור שני שוניםmRNAs, ואחריו סינתזה של שני חלבונים שונים. בסופו של דבר, חלבונים שונים אלה יוצרים שני צבעי מעיל שונים בעכברים.

גנוטיפ הכוונה למידע המאוחסן ב- DNA של האורגניזם, ברצף הנוקלאוטידים ובהרכב הגנים שלו. פנוטיפ מתייחס לכל מאפיין פיזי שניתן למדוד, כגון גובה, משקל, כמות ה- ATP המיוצר, יכולת חילוף החומרים של הלקטוז והתגובה לגירויים סביבתיים. הבדלים בגנוטיפ, אפילוקָלוּשׁ, יכול להוביל לפנוטיפים שונים הכפופים לבחירה טבעית. האיור למעלה מתאר רעיון זה. שים לב גם שבעוד שאנחנו מדברים באופן קלאסי על הקשר הגנוטיפ והפנוטיפ בההקשר שלאורגניזמים רב תאיים, המינוח הזה והמושגים הבסיסיים חלים על כל האורגניזמים, אפילו אורגניזמים חד תאיים כמו חיידקים וארכאיות.

גנים

מהו גן? א גֵן הוא קטע של DNA בגנום של אורגניזם המקודד RNA פונקציונלי (כגון

rRNA

,

tRNA

,

וכו

.)

אוֹ

מוצר חלבון (אנזימים, טובולין וכו '). גן גנרי מכיל אלמנטים המקודדים לאזורים רגולטוריים ואזור המקודד ליחידה מתומללת.

גנים יכולים להרוויח מוטציות- מוגדר כשינויים בהרכב או ברצף של הנוקלאוטידים - באזורי הקידוד או הרגולציה. מוטציות אלה יכולות להוביל למספר תוצאות: (1) לא קורה דבר מדיד כתוצאה מכך; (2) הגן אינו מתבטא עוד; או (3) הביטוי או ההתנהגות של המוצר הגנטי

(

s) שונים. באוכלוסיית אורגניזמים החולקים אותו

גֵן

גרסאות שונות של הגן

ידועים

כפי ש אללים. אללים שונים יכולים להוביל להבדלים בפנוטיפים של אנשים ולתרום למגוון הביולוגיה בלחץ סלקטיבי.

התחל ללמוד את מונחי אוצר המילים והמושגים הנלווים אליהם. אז אתה תהיה

במידה מסוימת

מכירים אותם כאשר אנו צוללים אליהם ביתר פירוט במהלך ההרצאות הבאות.

איור 3. גןמכילאזור קידוד עבור מוצר RNA או חלבון המלווה באזורי הרגולציה שלו.אזור הקידוד מתעתקלְתוֹךRNAאיזהלאחר מכן מתורגםלתוך חלבון.

שעתוק מ- DNA ל- RNA

סיכום מדור

חיידקים, ארכאיות ואיקריוטים חייבים כולם לתמלל גנים מהגנום שלהם. בעוד שהמיקום הסלולרי עשוי להיות שונה (אוקריוטים מבצעים שעתוק בגרעין; חיידקים וארכאות מבצעים שעתוק בציטופלזמה), המנגנונים שבהם אורגניזמים מכל אחת מהמצעדים הללו מבצעים תהליך זה הםבִּיסוֹדוֹאותו דבר ויכוללהיות מאופייןבשלושה שלבים: התחלה, התארכות וסיום.

קצרסקירה כללית של התעתיק

תמלול הואהתהליך שליצירת עותק RNA של קטע DNA. מכיוון שזהו א תהליך, אנו רוצים ליישם את הרומן של סיפור האנרגיה כדי לפתח הבנה תפקודית של שעתוק. איך נראית מערכת המולקולות לפני תחילת התעתיק? איך זה נראה בסוף? אילו טרנספורמציות של חומר והעברות אנרגיה מתרחשות במהלך התמלול, ומה מזרז את התהליך? אנחנו גם רוצים לחשוב על התהליך מתוך אאתגר עיצובבְּחִינָה. אם המשימה הביולוגית היא ליצור עותק של DNA בשפה הכימית של RNA, לאילו אתגרים נוכל לשער או לצפות, בהתחשב בידע שלנו על תהליכי פולימר נוקלאוטיד אחרים, עלינולהתגבר? האם יש הוכחות לכך שהטבע פתר בעיות אלה בדרכים שונות? מה הם הקריטריונים להצלחת התעתיק? קלטת את הרעיון.

מפרט כמה דרישות בסיסיות לתמלול

הבה נבחן תחילה את המשימות העומדות לרשותנו על ידי שימוש בידע הבסיסי שלנו ונדמיין מה עשוי לקרות במהלך התמלול אם המטרה היא ליצור עותק RNA של פיסת חוט אחד של מולקולת DNA דו-גדילית. נראה כי שימוש בהיגיון בסיסי מאפשר לנו להסיק רבות מהשאלות והדברים החשובים שעלינו לדעת

בסדר

לתאר את התהליך בצורה נכונה.

תן לנו לדמיין שאנחנו רוצים לעצב nanomachine/nanobot שיבצע שעתוק. אנחנו יכולים להשתמש בכמה

אתגר עיצוב

לחשוב לזהות בעיות ותת -בעיות שצריך

ייפתר

על ידי הרובוט הקטן שלנו.

• היכן המכונה צריכה להתחיל? לאורך המיליונים עד מיליארדי זוגות הבסיס, היכן צריכה המכונה

להיות מכוון

?
• היכן המכונה צריכה לעצור?
• אם יש לנו אתרי התחלה ועצירה, נזדקק לדרכי קידוד המידע כך שהמכונה שלנו

(

s) יכול לקרוא מידע זה - איך זה יהיה

להיות מושלם

?
• כמה עותקי RNA של ה- DNA נצטרך ליצור?
• כמה מהר יש צורך בהעתקי ה- RNA

להיעשות

?
• עד כמה ההעתקים צריכים

להיעשות

?
• כמה אנרגיה התהליך ייקח ומאיפה האנרגיה תגיע?

אלו הן רק כמה שאלות ליבה. אפשר לחפור עמוק יותר אם הם רוצים. עם זאת, אלה כבר מספיק טובים כדי שנוכל להרגיש טוב את התהליך הזה. שימו לב גם שרבות מהשאלות הללו דומות להפליא לאלה שהסקנו אולי נחוצות כדי להבין את שכפול ה- DNA.

אבני הבניין של התעתיק

אבני הבניין של RNA

נזכיר מהדיון שלנו על מבנה הנוקלאוטידים שאבני הבניין של ה- RNA דומות מאוד לאלה שיש ב- DNA. ב- RNA, אבני הבניין כוללות טריפוספטים של נוקלאוטידמורכביםשל סוכר ריבוזה, בסיס חנקני ושלוש קבוצות פוספט. ההבדלים העיקריים בין אבני הבניין של ה- DNA לאלה של ה- RNA הם זהמולקולות RNA מורכבותשל נוקלאוטידים עם סוכרים ריבוזיים (בניגוד לסוכרים של דוקסיריבוזה) והשתמשו באורידין, אורציל המכיל נוקלאוטיד (בניגוד לתימידין ב- DNA). שים לב להלן כי uracil ותימין דומים מאוד מבחינה מבנית - לאוראציל פשוט חסר מתיל (CH3) קבוצה פונקציונלית בהשוואה לתימין.

איור 1. המרכיבים הכימיים הבסיסיים של נוקלאוטידים.
שִׁיוּך:מארק ט. Facciotti (יצירה מקורית)

התחלת תמלול

מקדמים

חלבונים האחראים ליצירת עותק RNA של פיסת DNA ספציפית (שעתוק) חייבים קודם כל להיות מסוגלים לזהות את תחילת האלמנט עדלהיות מועתק. א מְקַדֵם הוא רצף DNA שאליו חלבונים שונים, המכונים ביחד מכונות השעתוק, נקשרים ומתחילים לשעתק. ברוב המקרים, מקדמים קיימים במעלה הזרם (5 'לאזור הקידוד) של הגנים שהם מווסתים. הרצף הספציפי של האמרגן חשוב מאוד מכיוון שהוא קובע אם התא מתעתק את החלק המקודד של הגן כל הזמן, לפעמים או לעתים רחוקות. למרות היזמים משתנים בין המינים, כמה אלמנטים של רצפים דומיםלפעמים נשמרים. ב-10ו-35אזורים במעלה הזרם של אתר החניכה, ישנם שנייםמְקַדֵםקוֹנסֶנזוּס רצפים, או אזורים דומים בין יזמים רבים ובין מינים שונים. לחלק מהיזמים יהיה רצף הדומה מאוד לרצף הקונצנזוס (הרצף המכיל את מרכיבי הרצף הנפוצים ביותר), ואחרים ייראו שונים מאוד. וריאציות רצף אלה משפיעות על הכוח שאליו מכונת התמלול יכולה להיקשר למקדם כדי להתחיל את התעתיק. זה עוזר לשלוט במספר התמלילים שמיוצריםובאיזו תדירות הם יוצרים.

איור 2. (א) תרשים כללי של גן. הגן כולל את רצף האמרגן, אזור לא מתורגם (UTR) ורצף הקידוד. (ב) רשימה של כמה E. coli חזקיםמְקַדֵםרצפים. התיבה -35 וקופסה -10שמורים מאודרצפים לאורך רשימת היזמים החזקים. למקדמים חלשים יותר יהיו הבדלים בין זוגות בסיסיים בהשוואה לרצפים אלה.
מָקוֹר: http://www.discoveryandinnovation.co...הרצאה 12.html

מקדמים בקטריאליים לעומת אוקריוטים

בתאים חיידקיים, רצף הקונצנזוס -10, הנקרא אזור -10, הוא AT עשיר, לעתים קרובות TATAAT. רצף -35, TTGACA,

מזוהה

וקשור לחלבון σ. פעם האינטראקציה הזו של חלבון- DNA

עשוי

, יחידות המשנה של פולימראז ה- RNA הליבה נקשרות לאתר. בגלל היציבות הנמוכה יחסית של אסוציאציות AT, אזור ה- AT -10 עשיר בפירוק תבנית ה- DNA, ונעשות מספר קשרי פוספודיאסטר.

היזמים האוקריוטיים גדולים ומורכבים בהרבה ממקדמים פרוקריוטים, אך לשניהם יש אזור עשיר ב- AT-באיקריוטים,

נקרא בדרך כלל

תיבת TATA. לדוגמה, בגן התימידין קינאז של העכבר,

תיבת TATA ממוקמת

בְּ-

בערך -30

. עבור הגן הזה, רצף תיבת TATA המדויק הוא TATAAAA, כפי שנקרא בכיוון 5 'עד 3' על הגדיל הלא -מתוכנן. רצף זה אינו זהה ל אי - קולי -10 אזור, אבל שניהם חולקים את האיכות של

להיות

אלמנט עשיר ב- AT.

במקום פולימראז חיידקי יחיד, הגנום של רוב האאוקריוטים מקודד לשלוש פולימראזות שונות של RNA, שכל אחת מהן מורכבת מעשר יחידות משנה של חלבון או יותר. כל פולימראז אוקריוטי גם דורש קבוצה מובחנת של חלבונים המכונה גורמי שעתוק לגייס אותו ליזם. בנוסף, צבא של גורמי שעתוק אחרים, חלבונים המכונים משפרים ומשתיקים מסייעים לווסת את סינתזת ה- RNA מכל מקדם. משפרים ומשתיקים משפיעים על יעילות התמלול אך כן

לא נחוץ

ליזום התעתיק או התהלוכה שלו. גורמי שעתוק בסיסיים הם בעלי חשיבות מכרעת ביצירת א מתחם ייזום מראש על תבנית ה- DNA שמגייסת לאחר מכן פולימראז RNA לתחילת שעתוק.

תחילת התמלול מתחילה בקשר של פולימראז RNA ל- מְקַדֵם. תעתיק דורש סליל כפול של ה- DNAלהירגע חלקיתכזה שאחד גדילים יכוללשמש כהתבנית לסינתזת RNA. אזור ההתנתקותנקראא בועת שעתוק.

איור 3. במהלך התארכות, פולימראז RNA עוקב לאורך תבנית ה- DNA, מסנתז mRNA בכיוון 5 'עד 3' ומתפתלואז אחורה לאחורהדנ"א כפי שהואנקרא.

הַאֲרָכָה

התעתיק תמיד יוצא מה- גדיל תבנית, אחד משני הגדילים של ה- DNA דו-גדילי. המוצר RNA משלים את גדיל התבנית והוא כמעט זהה למחרוזת הלא -מתוכננת, הנקראת גדיל קידוד, למעט ש- RNA מכיל uracil (U) במקום התימין (T) המצוי ב- DNA. במהלך התארכות, נקרא אנזים RNA פולימראז ממשיך לאורך תבנית ה- DNA, ומוסיף נוקלאוטידים על ידי זיווג בסיס עם תבנית ה- DNA באופן הדומה לשכפול ה- DNA, כשההבדל הוא גדיל RNA שמסונתזאינו נשאר כבול לתבנית ה- DNA. ככל שההארכה מתקדמת, ה- DNAמתפרק ללא הרףלפני האנזים הליבה והתהפכות מאחוריו. שים לב כיוון הסינתזה זהה לזה שלsyntheאחותב- DNA - 5 'עד 3'.

איור 4. במהלך ההארכה, פולימראז ה- RNA עוקב לאורך תבנית ה- DNA, מסנתז mRNA בכיוון 5 עד 3, מוריד את ה- DNA ואזהוא נקרא.

איור 5. הוספת נוקלאוטידים במהלך תהליך התעתיק דומה מאוד לתוספת נוקלאוטידיםבשכפול הדנ"א. ה- RNAהוא פולימרמ -5 'עד 3', ובכל תוספת של נוקלאוטיד, קשר פוספואנהידריד מנוזל על ידי האנזים, וכתוצאה מכך פולימר ארוך יותר ושחרור של שני פוספטים אורגניים.
מקור: http://utminers.utep.edu/rwebb/html/ ...געגוע.html

התארכות חיידקית לעומת אוקריוטית

בחיידקים ההתארכות מתחילה עם שחרור ה σ יחידת משנה מהפולימראז. הדיסוציאציה של σ מאפשר לאנזים הליבה להמשיך לאורך תבנית ה- DNA, לסנתז mRNA בכיוון 5 'עד 3' בקצב של כ -40 נוקלאוטידים לשנייה. ככל שההארכה מתקדמת, ה- DNA

מתפרק ללא הרף

לפני האנזים הליבה והתהפכות מאחוריו. זיווג הבסיס בין DNA ל- RNA אינו יציב מספיק כדי לשמור על יציבות רכיבי סינתזת mRNA. במקום זאת, הפולימראז של ה- RNA פועל כמקשר יציב בין תבנית ה- DNA לבין קווצות ה- RNA המתהוות כדי להבטיח כי התארכות

אינו מופרע

בטרם עת.

באיקריוטים, בעקבות היווצרות מכלול הטרום -ייזום, הפולימראז

משוחרר

מגורמי התעתיק האחרים, ו

מותר להאריך

להמשיך כפי שהוא עושה בפרוקריוטים כאשר הפולימראז מסנתז טרום mRNA בכיוון 5 'עד 3'. כפי שנדון בעבר, RNA פולימראז II מתמלל את הנתח העיקרי של גנים אוקריוטים, ולכן חלק זה יתמקד באופן בו פולימראז זה משיג התארכות וסיום.


דיון NB אפשרי נְקוּדָה

השווה את סיפור האנרגיה והתחל את סיפור האנרגיה להתחלת שכפול DNA + התארכות לסיפור האנרגיה להתחלת שעתוק + התארכות.


סיום

אצל חיידקים

פעם גן

מתעתק

, הפולימראז החיידקי צריך להתנתק מתבנית ה- DNA ולשחרר את ה- mRNA החדש. בהתאם לגן המתועתק, ישנם שני סוגים של אותות סיום. אחד הוא

א

מבוסס חלבון, והשני מבוסס RNA. סיום תלוי Rho

בשליטה

דרך

rho

חלבון, העוקב לאורך הפולימראז על שרשרת ה- mRNA הגדלה. קרוב לסוף הגן, הפולימראז נתקל בריצה של נוקלאוטידים G על תבנית ה- DNA והוא נתקע. כתוצאה מכך, ה

rho

חלבון מתנגש עם הפולימראז. האינטראקציה עם rho משחררת את ה- mRNA מבועת התעתוק.

סיום בלתי תלוי ב- Rho

בשליטה

לפי רצפים ספציפיים בגדיל תבנית ה- DNA. כשהפולימראז מתקרב לסוף הגן המתועתק, הוא נתקל באזור העשיר בנוקלאוטידים CG. ה- mRNA מתקפל בחזרה לעצמו, והנוקלאוטידים CG המשלימים נקשרים

יַחַד

. התוצאה היא יציבה מַכבֵּנָה שגורם לפולימראז להיעצר ברגע שהוא

מתחיל לתמלל

אזור עשיר בנוקלאוטידים AT. אזור UA המשלים של תמליל ה- mRNA יוצר רק אינטראקציה חלשה עם ה- DNA תבנית. זה, יחד עם הפולימראז הנתקע, גורם מספיק חוסר יציבות לאנזים הליבה להתנתק ולשחרר את תמליל ה- mRNA החדש.

באיקריוטים

סיום התעתיק שונה עבור הפולימראזות השונות. שלא כמו בפרוקריוטים, מתרחשת התארכות על ידי RNA פולימראז II באיקריוטים1,000–2,000 נוקלאוטידים מעבר לסוף הגן המתועתק. זה טרוםmRNAזָנָבמוסר לאחר מכןעל ידי מחשוף במהלך עיבוד mRNA.מצד שני, RNAפולימראזות I ו- III דורשות אותות סיום. גנים המתועתקים על ידי RNA פולימראז I מכילים רצף ספציפי של 18 נוקלאוטידיםמזוההעל ידי חלבון סיום. תהליך הסיום ב- RNA פולימראז III כולל סיכת ראש mRNA דומהלסיום בלתי תלוי של שעתוק בפרוקריוטים.

בארכיאה

הפסקת התעתיק בארכיאה נחקרת הרבה פחות מאשר בשני תחומי החיים האחריםעדיין לא מובן היטב. בעוד הפרטים הפונקציונאליים עשויים לדמות מנגנונים שיש להםנראהבתחומי החיים האחרים הפרטים הם מעברההיקף שלהקורס הזה.

מיקום סלולרי

בחיידקים ובארכאיות

בחיידקים ובארכאיות מתרחש שעתוק בציטופלזמה,היכן ה- DNAממוקם. מכיוון שמיקום ה- DNA, וכך תהליך התעתיק,אינם מופרדים פיזיתמשאר התא, התרגום מתחיל לעתים קרובות לפני סיום התעתיק. המשמעות היא ש- mRNA בחיידקים ובארכאה משמש כתבנית של חלבון לפני שהוא מייצר את ה- mRNA כולו. חוסר ההפרדה המרחבית פירושו גם שיש מעט מאוד הפרדה זמנית לתהליכים אלה. איור 6 מציג את תהליכי התעתיק והתרגום המתרחשים בו זמנית.

איור 6. הוספת נוקלאוטידים במהלך תהליך התעתיק דומה מאוד לתוספת נוקלאוטידיםבשכפול הדנ"א.
מָקוֹר:מארק ט. Facciotti (עבודה משלו)

באיקריוטים ....

באיקריוטים, תהליך התעתיקמופרד פיזיתמשאר התא, מופצת בתוך הגרעין. התוצאה היא שני דברים: ה- mRNA הושלם לפני שהתרגום יכול להתחיל, ויש זמן "להתאים" או "לערוך" את ה- mRNA לפני תחילת התרגום. ההפרדה הפיזית של תהליכים אלה נותנת לאוקריוטים הזדמנות לשנות את ה- mRNA באופן שיאריך את תוחלת החיים של ה- mRNA או אפילו ישנה את מוצר החלבוןלהיות מיוצרמה- mRNA.

עיבוד mRNA

5 'G-cap ו- 3' זנב poly-A

מתיאוקריוטיגֵןמתעתק, התא מעבד את התמליל העיקרי בגרעין בכמה אופנים. תאים איקריוטייםלְשַׁנוֹתmRNAsבקצה 3 'על ידי הוספת זנב פולי-א. ריצה זו של שאריות Aמתווסףעל ידי אנזים שאינו משתמש ב- DNA גנומי כתבנית. ל- mRNA יש שינוי כימי של קצה 5 ', המכונה מכסה 5'. נתונים מצביעים על כך ששינויים אלה מסייעים הן בהארכת תוחלת החיים של ה- mRNA (מניעת התדרדרות מוקדמת שלה בציטופלזמה) והן בסיוע ל- mRNA להתחיל בתרגום.

איור 7. מִרֹאשׁmRNAsמעובדיםבסדרת שלבים.אינטרוניםמוסרים, כובע 5 'וזנב פולי-אמתווספים.
מָקוֹר: http://www.discoveryandinnovation.co...הרצאה 12.html

דיון NB אפשרי נְקוּדָה

Transkriptomics הוא ענף של "-omics" הכולל לימוד אורגניזם או תמלול של אוכלוסייה או, המערך השלם של כל מולקולות ה- RNA. איזה מידע אתה יכול להשיג מתוך לימוד הטרנסקריפטומים? האם אתה יכול לחשוב על שאלות מדעיות מגניבות שניתוח טרנסקריפטומי עשוי לעזור לפתור? מהם כמה אילוצים לגישות טרנסקריפטומיות שאפשר לזכור בעת ביצוע ניתוחים?


שחבור חלופי

שחבור מתרחש ברוב ה- mRNAs האאוקריוטיים בהם אינטרוניםמוסריםמרצף ה- mRNA והאקסוניםהם קשוריםיַחַד. זה יכול ליצור mRNA קצר בהרבה ממה שתעתיק בתחילה. שחבור מאפשר לתאים לערבב ולהתאיםאיזהאקסוניםמשולביםלמוצר ה- mRNA הסופי. כפי שמוצג באיור להלן, הדבר יכול להוביל לקידוד חלבונים מרובים על ידי גן יחיד.

הספרה 8. המידע המאוחסן ב- DNA הוא סופי.במקרים מסוימים, אורגניזמים יכולים לערבב ולהתאים מידע זה כדי ליצור מוצרי קצה שונים. באיקריוטים, שחבור חלופי מאפשר יצירת מוצרי mRNA שונים, אשרבתורומשומשיםבתרגום ליצירת רצפי חלבון שונים. זה מוביל בסופו של דבר לייצור חלבון שונהצורות,ובכך תפקודי חלבון שונים.
מָקוֹר: http://www.discoveryandinnovation.co...הרצאה 12.html