Inicijacija je prvi korak, a time i priprema za prijevod, transkripciju i replikaciju. Zajedno, ove faze u osnovi dovesti do gen izraz. Inicijacija također igra ulogu u patofiziologiji s obzirom na bolesti kao što su Raka.
Što je inicijacija?
Inicijacija je prvi korak, a time i priprema za prijevod, transkripciju i replikaciju. Zajedno, ove faze u osnovi dovesti do gen izraz. Prijevod uključuje sintezu jezika proteini unutar stanica živih organizama pomoću kopiranih genetskih informacija. Transkripcija je, nasuprot tome, sinteza RNA pomoću DNA kao predloška, što rezultira RNA. Kao i prijevod, transkripcija je bitan dio gen izraz. Unutar genetika, replikacija je stvaranje DNK kopija. Svaki od gore navedenih procesa sastoji se od nekoliko faza. Prva faza replikacije, prevođenja i transkripcije je inicijacija. Dakle, inicijacija je početni proces svih komponenti ekspresije gena. Inicijaciji obično prethodi izrada takozvanog predinicijacijskog kompleksa. Inicijacije transkripcije, prevođenja i replikacije međusobno se razlikuju po prirodi i svrsi procesa. Uz to, faza inicijacije razlikuje se od životnog oblika i prema tome teče drugačije u eukariota nego kod prokariota.
Funkcija i zadatak
Za pokretanje prijevoda formira se kompleks za predinicijaciju. Ovaj se kompleks sastoji od takozvane 40S podjedinice ribosoma i inicijatora tRNAMet. Sadrži i GTP i inicijacijske čimbenike. Kombinacija ovih elemenata prepoznaje zrelu mRNA na 5 ′ kraju, može je vezati i ispitati u sljedećem koraku analize iz smjera 5'3 ′. Ti se procesi odvijaju sve dok istražni kompleks ne prepozna takozvani startni kodon ili AUG. Nakon prepoznavanja ovog kodona, na njega se veže ribosomska 60S podjedinica, što uzrokuje oslobađanje inicijacijskih čimbenika. Tek tada se može odvijati translacija mRNA u smislu translacije. U svih eukariota, gen-ekspresivni korak transkripcije također ovisi o predinicijacijskom kompleksu koji se sastoji od različitih transkripcijskih čimbenika. Čimbenici koji su uključeni u kompleks uključuju TFIIA, TFIID, TFIIB i TFIIF. Predložak DNA dovodi se u katalitički centar RNA polimeraze kako bi se olakšalo stvaranje početne fosfodiesterske veze. Samo ovaj podkorak inicira stvarnu transkripciju. U početnoj fazi replikacije, pojačavanje DNA ponovno se pokreće razbijanjem dvostruke spirale DNA. Ovo se razbijanje događa u određenoj točki na DNA i ostvaruje se uz pomoć helikaze. Nakon označavanja primazom, polimeraza se veže na slomljenu DNA. Na početku replikacije, spiralna DNA prisutna je u stanici u neuređenom, kružnom ili linearnom rasporedu i također je uvijena. Da bi se replicirala, eukariotska DNA mora se prvo odviti, što rezultira povećanim uvijanjem dvostrukih lanaca DNA. Tijekom započinjanja replikacije također dolazi do cijepanja DNA lanaca. Za započinjanje faze replikacije potrebno je takozvano ishodište replikacije, o čemu ovisi polazna točka. Kod ovog podrijetla, vodik vezivanje između baze od pojedinačnih niti razdvaja se tijekom inicijacije. Nakon otvaranja niti dolazi do prajmiranja. RNA fragment, koji se naziva i početnica, pričvršćen je na slobodne pojedinačne niti pomoću RNA polimeraze primaze. Ovaj kompleks odgovara primosomu i koristi ga DNA polimeraza kao "skok u start". Jednom kada je DNA polimeraza započela sintezu drugog lanca DNA, ona radi na putu do prekida. Dakle, bilo koja regulacija replikacije događa se u fazi inicijacije.
Bolesti i poremećaji
U patofiziologiji koncept inicijacije igra ulogu prije svega u kontekstu Raka Stanice. Pokretanje malignih procesa u osnovi je posljedica izloženosti štetnim i mutanogenim utjecajima. Genetski mehanizmi karcinogeneze uključuju točkaste mutacije, amplifikaciju, deleciju i preslagivanje kromosoma. U tom kontekstu, točkasta mutacija varijanta je genske mutacije u kojoj dolazi do izmjene, dodavanja ili zamjene određenog nukleotida unutar DNA. Točkaste mutacije mogu prema tome biti zamjene, prijelazi i transverzije, umetanja ili brisanja. Dakle, točkovna mutacija dovodi do promjena u genskom proizvodu u biosintezi proteina. Pojačanje uključuje stanični proces ili molekularno genetski postupak za pojačavanje nukleinske kiseline, što u slučaju karcinogeneze dovodi do karcinogeneze. Delecije pak odgovaraju gubitku DNA segmenata, što može odgovarati gubitku jednog baze ili veće bazne sekvence u smislu čitavih segmenata kromosoma. Makar i samac baze su pogođeni, brisanje se obično događa u kontekstu točkaste mutacije. Ako se delecijom promijeni cijeli kromosom, koristi se izraz kromosomska aberacija. U vezi s karcinogenezom, gornji procesi istražuju istraživači zbog njihove uloge u pokretanju malignih stanica. Cilj ovih istraživačkih napora je razviti drugačije mjere za Raka prevencija. Dakle, u kontekstu karcinogeneze, inicijacija predstavlja prvi korak i, ukratko, opisuje mutaciju koju je stanica pretrpjela kao rezultat karcinogena. Teoretski se ta mutacija može eliminirati popravkom DNA ili ukloniti apoptozom (staničnom smrću). Međutim, posebno u starijih bolesnika, mehanizmi popravljanja DNA više nisu dovoljno jaki da eliminiraju mutaciju. Dakle, kancerogena mutacija je nepovratna. U karcinogenezi takva mutacija uvijek utječe na gen koji kontrolira stanični ciklus i diobu stanica. Kancerogeni su genotoksični agensi koji stanje maligne inicijacije i nužno uzrokuju mutaciju.
