Transcrierea mesajului genetic. Biosinteza acizilor ribonucleici.

Transcrierea mesajului genetic. Biosinteza acizilor ribonucleici.

Structura ARN-ului si conceptul de ARNm (messenger).

ARN este o biomacromolecula alcatuita din citeva zeci pina la citeva mii de ribonucleotide care se leaga intre ele prin legaturi fosfodiesterice. Aceste punti fosfodiesterice realizeaza legaturi electrostatice intre moleculele de ARN.

Structura ARN-ului difera de cea a ADN-ului prin 3 elemente:

• Contine riboza in locul dezoxiribozei
• Contine uracil ca baza azotata in locul timinei
• Structura sa este constituita dintr-un singur lant de polinucleotide, care nu formeaza un dublu helix.

Rolul ARN-ului:

Distingem 3 tipuri de ARN

1. ARNr sau ribozomal aflat la nivelul ribozomilor din citoplasma sau citozol
2. ARNt
3. ARNm sau mesager cel care copiaza informatia genetica din ADN si o transfera la nivelul ribozomilor , unde are loc biosinteza proteinelor, proces prin care informatia genetica din ADN este transmisa unor noi molecule proteice.

Conceptul de ARNm a fost introdus in biologia moleculara de Iacob si Monod (nobel) care au pornit de la faptul ca informatia genetica aflata in ADN este situat in structura unor gene la nivelul nucleului, pt a prelua informatia genetica din nucleu si a o aduce la nivelu citoplasmei unde se intilnesc ribozomii este necesara o molecula de ARNm (un intermediar al genei) care sa preia secventa de baze de dozoxiribonuclotide ale ADN-ului si sa le transmite la nivelul ribozomilor , molecula care va servi ca si matrita pt sinteza unei noi molecule de ADN la nivelul ribozomilor prin biosinteza proteica. Se reface atit structura ARN-ului cit si biosinteza ASN-ului.

Procesu prin care informatia genetica din nucleu la nivelul citosolului si formarea unei noi molecule proteice prin biosinteza constituie dogma centrala a biologiei moleculare.

Pt a demonstra dogma centrala a biologiei moleculare de la nivelul ADN -ului ajunge la nivelul biosintezei de proteinese realizeza din aminoacizi si in acest fel se sintetizeaza ADN si ARN-ul a fost demonstrat prin experienta lui Spiegelman , care a fost efectuata pe o bacterie de E coli.

Aceasta bacterie a fost infectata cu un bacteriofag denumit T2, dupa amestecul celor doua bacterii sa extras ADN-ul din amestec si sa observat ca sa format prin fractionarea ClCS (clorura de cesiu) o molecula hibrida de ARN si ADN acest fapt dovedeste ca cei doi acizi nucleici exista impreuna, desi porvin din 2 surse diferite , astfel incit pe stuctura ADN-ului din bacteriofagul T2 sa format si ARN-ul existent in E coli.

Mecanismul molecular , al bisintezei ARN-ului

1. procariote

organisme care nu au nucleu individualizat, mecanismul molecular este realizat cu ajutorul unei enzime denumita ARN polimeraza , care preia informatia genetica dintr-o anumita zona a moleculei de ADN si o transporta in alta molecula de ADN.

ADN polimeraza este constituita din urmatoarele componente:

• 2 subunitati alfa
• 2 subunitati beta, care impreuna cu o alta subunitate enzimatica denumita factorul sigma, formeaza o holoenzima, cele 2 subunitati alfa cu cele 2 subunitati beta si beta prim formeaza corpul enzimei, cind se ataseaza sigma molecula devine ARN polimeraza.

Mecanismul de transcriere si biosinteza ARN-ului cuprinde urmatoarele etape:

• Transscrierea de la ADN din nucleu spre citosol incepe in momentu in care are loc legarea factorului sigma de polimeraza aflata in sturcura moleculei de ADN deoarece factorul sigma are proprietatea de a recunoaste punctul initial din asa numita regiune a ---------- de molecula de ADN
• In etapa a doua prin intermediul nucleotid trifosfatilor incepe procesul de transscriere a informatie genetice din molecula de ADN pe molecul a de ARN
• In momentul in care ARN-ul a preluat informatia genetica, factorul sigma este eliberat si transportul informatiei genetice se face cu ajutorul nucleozidtrifosfatilor
• Intr-o etapa urmatoare pentru ca informatia genetica sa poate fii folosita intervine un alt factor (o enzima ) Rho, care se leaga de o molecula de ARN aflata in structura ribozomilor.
• In etapa urmatoare intervine ARN polimeraza (o alta enzima), care detemina transferul informatiei genetice la o molecula de ADN si aceasta din aminoacizii pe care ii contine produce proteine (biosinteza proteica)

In procesul de transmitere a informatie genetice are loc in final transferul informatiei genetice spre o noua molecula de ADN capabila sa sintetizeze proteinele.

II eucariote

La eucariote procesul este identic cu deosebirea ca eucariotele prezinta asa numitele unitati de transscriere sau unitati matrice , constituite fiecare unitate din fibrilele de ARN, care transcriu informatia din unitate de transcriere in alta untitate de transcriere, astfel incit in fial se ajunge la transcrerea informatiei genetice cu ajutorul ARN-ului polimerazei , in mai multe etape:

• ARN polimeraza se fixeaza pe o molecula de ADN
• Transcrierea se realizeraza prin ARN polimreaza care inainteaza pe molecula de ADN
• Inaintera ARN polimeraza pe ADN si elongarea lantului de ADN, in momentul in care ARN polimeraza ajunge la capatul lantului intervin 2 factori, ARN polimeraza si factorul ARN nuclear heterogen care determina inchiderea procesului de transcriere si a transferulului informatiei genetice pe molecula de ADN

Acest proces de transcriere se realizeaza prin preluarea informatiei genetice la nivelu moleculei de ADN care are in structura sa introni si extroni.

• Inhibatorii trancrierii ARN-ului .

Se cunosc 2 antibiotice care inhiba transcrierea informatiei genetice de la ARN la ribozomi

Una este rifamicina - antibiotic putenic, cealalta actinomicina D, deoarece inpiedica procesul de sinteza a proteinelor.