:: wikimiki.org ::
| רוורס טרנסקריפטאז |
רוורס טרנסקריפטאזReverse Transcriptase (טרנסקריפטאז הופך) הוא אנזים שמקורו בנגיף מסוג רטרו וירוס, שיוצר עותק של DNA על בסיס mRNA בתהליך שנקרא שעתוק לאחור (Reverse Transcription).
קטגוריה:ביולוגיה מולקולרית
קטגוריה:אנזימים
ja:逆転写酵素
ko:역전사효소
אנזים
אנזים הוא חלבון המשמש כזרז בתהליכים כימיים ביצורים חיים.
אלפי אנזימים מצויים בכל תא של כל יצור חי. לא ניתן לדמיין את החיים ללא האנזימים.
לכל אנזים יש את תנאי הפעילות המתאימים לו (כמו: טמפ' , PH וכו'), והם אלו שמשפיעים על קצב פעילותו.
בתנאים קיצוניים האנזים עובר דנטורציה, ומאבד את תכונותיו.
אנזים המופרש אך עדיין אינו במצב פעיל קרוי זימוגן. שני אנזימים השונים במקצת האחד מהשני אך המזרזים את אותה התגובה הכימית נקראים איזוזימים.
סובסטרט
סובסטרט הוא החומר עליו פועל האנזים. בביוכימיה הוא מסומן כ-S.
הזיהוי של אנזים וסובסטרט נעשה ע"י התאמה במבנה המרחבי בין חלק מיוחד במולקולת האנזים לבין הסובסטרט. חלק מיוחד זה נקרא האתר הפעיל. ההתאמה מבוססת על הצורה המרחבית של חלקי מולקולות ועל תכונות כימיות שלהן.
לאחר זיהוי הסובסטרט, גורם האתר הפעיל לשינויים בקשרים הכימיים במולקולות הסובסטרט. השינויים מסתיימים ביצירת קשר חדש בין שתי מולקולות. לפעמים מתבטא השינוי רק בתזוזה של אטומים מסויימים בתוך המולקולה, היוצרת שינוי בתכונות המולקולה.
מולקולת
נוסחת מיכאליס מנטן:
(E אנזים, S סובסטרט, P תוצר)
האנזים והסובסטרט יוצרים תצמיד (ES) שמביא לקבלתו של התוצר (P). קבלתו של התוצר כרוכה ביצירת התצמיד.
שמות אנזימים
שמותיהם של האנזימים החשובים ביותר מעידים במקרים רבים על פעולתם: DNA-פולימראז ו-RNA-פולימראז (מסנתזים חומצות גרעין), 'ליפאז' (מפרק ליפידים), אצטילאז (מחבר קבוצת אצטיל (CH3COO) לסובסטרט), עמילאז (מפרק עמילן), ליגאז (מאחה גדילי DNA; מאנגלית: Ligate, לאחות), דהידרוגנאז (נוטל מולקולת מים מהסובסטרט), אוקסידאז (מחמצן את הסובסטרט), רדוקטאז (מחזר את הסובסטרט).
אנזים הנוטל קבוצת זרחה ממולקולה עתירת אנרגיה (בדרך-כלל ATP) ומעבירה לסובסטרט נקרא קינאז. הוספת קבוצת זרחה הינה מהפעולות הבסיסיות ביותר המתרחשות ביצורים חיים, והיא קשורה להפקת אנרגיה בתא (ראו: נשימה תאית וזרחון חמצוני). כ-2% מכלל הגנים ביצורים אוקריוטיים מקודדים לקינאזים; בגנום של האדם קיימים 500 גנים המקודדים לקינאזים.
אנזים המצרף קבוצת זרחה (שמקורה לאו דווקא ב-ATP) לסובסטרט נקרא פוספורילאז. אנזים המנתק קבוצת זרחה מהסובסטרט נקרא פוספטאז.
אדם
אנזימים מורכבים
אנזימים רבים מורכבים ממספר יחידות חלבון המחוברות יחדיו. אנזים כזה, על כל יחידותיו, קרוי הולואנזים (Holoenzyme). חלק מההולואנזימים מורכבים מחלק חלבוני גדול, אשר נטול פעילות אנזימטית, ומקבוצה קטנה, בה נמצא האתר הפעיל. החלק הגדול קרוי אפואנזים (Apoenzyme), ואילו החלק הקטן קרוי קופקטור (Cofactor). הקופקטור יכול להיות אנאורגני (בדרך-כלל אטומי מתכת, כגון ברזל או נחושת) או אורגני; במקרה האחרון נקרא הקופקטור קואנזים (Coenzyme). ויטמינים רבים משמשים כקואנזימים, אך גם חומרים אחרים - כגון קבוצת ה"הם" (Heme), המכילה אטום ברזל והנמצאת בהמוגלובין (אשר אינו אנזים) - יכולים לשמש בתפקיד זה.
אנזימים חשובים
אנזים הידוע עקב מספר האנשים הרב החסרים אותו הוא לקטאז, המופרש על-ידי בלוטות במעי הדק בתגובה לשתיית חלב שמכיל את סוכר החלב - הלקטוז.
בין האנזימים יהיו גם כאלה המסייעים לתפקודי הגוף בדרכים אחרות, כגון ליזוזים, אנזים המצוי בנוזלי גוף שונים, ועשוי להיות חלק ממערכת החיסון בזכות תכונתו לעכל דפנות של תאי חיידקים.
האנזים קטלאז מצוי כמעט בכל תאי הגוף ואיבריו, ובכמות גדולה נמצא בכבד, בכליות ובדם.
הקטלאז נמצא גם במיקרואורגניזמים רבים וברקמות של צמחים.
תפקידו למנוע הצטברות של חומרים רעילים ומזיקים, וזאת ע"י פירוקם.
ידוע כי הקטלאז מסוגל לפרק מי חמצן, שהם תרכובת המזיקה לאורגניזם, למים ולחמצן.
קישורים חיצוניים
- [http://bioinformatics.weizmann.ac.il/cards מכון ויצמן למדע - GeneCards] - מרכז מידע בסדר גודל עולמי לנושאי גנים, חלבונים ומחלות אנזימטיות.
קטגוריה:ביוכימיה
-
ja:酵素
ko:효소
ms:Enzim
simple:Enzyme
רטרו וירוסרטרו וירוס הוא נגיף (וירוס) בו החומר התורשתי הינו RNA, זאת בניגוד לרוב שאר הייצורים והנגיפים, בהם החומר התורשתי הוא DNA. אחד הרטרו וירוסים הידועים ביותר הוא HIV, הנגיף הגורם למחלת האיידס.
לרטרו וירוס גנום המכיל שני גדילים זהים של RNA. הוא מסתמך על האנזים רוורס טרנסקריפטאז (טרנסקריפטאז הפוך או reverse transcriptase) כדי לבצע סוג של תרגום לאחור של הגנום שלו מ-RNA ל-DNA , ועל-ידי אנזים הוא נכנס לגנום של הפונדקאי.
הנגיף עצמו הוא רק מקום אכסון למטען הגרעיני הגנטי שלו. תהליך התרגום לאחור מתרחש בציטוזול (נוזל הציטופלסמה) של הפונדקאי. כל גנום של הנגיף המשולב בגוף הפונדקאי נקרא פרו וירוס.
בעוד שהתרגום בגנטיקה מתרחש בדרך כלל מ-DNA ל-RNA, התרגום לאחור מתרגם RNA ל-DNA. המונח "רטרו" בשם רטרו וירוס מתייחס לכך שהוא מפר את "הדוֹגְמָה" המרכזית של הגנטיקה.
היות ובתהליך התרגום לאחור לא מתקיימת הגהה (תיקון שגיאות על-ידי אנזימים), סוג זה של נגיפים עובר מוטציות לעיתים קרובות מאוד. דבר זה מאפשר לנגיף להגדיל את ההתנגדות לתרופות אנטי-נגיפיות במהירות; זאת אחת הסיבות הראשיות שעדיין לא פותחה תרופה אפקטיבית ל-HIV.
הגנומים של רטרו וירוסים מכילים בדרך כלל שלושה גנים המקודדים חלבונים אשר יכולים להימצא בנגיף הבוגר:
- קודי gag בשביל הליבה והמבנים החלבוניים של הנגיף.
- קודי pol לתהליך התרגום, האנזים פרוטאז והחלבון אינטגראז.
- קודי env למעטה החלבוני של הנגיף.
ארבעה רטרו וירוסים שזוהו בגוף האדם (HTLV 1 ו-2, HIV 1 ו–2) תוקפים את תאי T של מערכת החיסון. דבר נוסף שנמצא בכל סוגי הנגיפים הוא מעטפת ליפידים המקיפה את מעטפת ההגנה שלהם. מעטפת זו חיונית לפעולתם.
מחקרים ברטרו וירוסים הם אלו שהראו לראשונה סינתזה של DNA מתבניות RNA.
קישורים חיצוניים
- [http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/R/Retroviruses.html רטרו וירוסים: מאמר מקיף בנושא] (באנגלית)
קטגוריה:מיקרוביולוגיה
קטגוריה:גנטיקה
ja:レトロウイルス
ko:레트로바이러스
DNA
DNA (ראשי תיבות באנגלית של DeoxyriboNucleic Acid, חומצה דאוקסיריבונוקלאית; לעתים בתעתוק לעברית: דנ"א) היא מולקולת ענק של חומצת גרעין המכילה את כל המידע לבנייתם של כל החלבונים בתא.
ה-DNA מורכב ממיליוני זוגות נוקלאוטידים היוצרים סליל כפול. שני הסלילים קשורים ביניהם בקשרי מימן. חומצות הגרעין של ה-DNA מורכבות רק מארבע תת יחידות של בסיסים חנקניים, שקיימות באופן קבוע בצמידות של שתי זוגות קבועים, שיוצרים קשר רק אחד עם השני; אדנין (A) עם תימין (T), וגואנין (G) עם ציטוזין (C).
כל מקטע משמעותי ב-DNA המכיל מבנה של חלבון או הוראות הפעלה או אי-הפעלה נקרא גן. רצף הנוקלאוטידים קובע את הגנים השונים.
גילוי
גילוי מבנה הדנ"א נזקף לזכות המדענים הבריטים ג'יימס ווטסון ופרנסיס קריק, 1953, שאף קיבלו את פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה על כך בשנת 1962; בדיעבד התברר שעבודתם התבססה על עבודתה של המדענית היהודיה רוזלינד פרנקלין, שנפטרה בזמן קבלת הפרס.
מיקום וסידור
ביצורים פרוקריוטיים (חיידקים; מורכבים מתאים ללא גרעין) נמצא ה-DNA בציטופלזמה - הנוזל התוך תאי - והוא מעגלי ורציף; רוב החומר התורשתי בחיידקים שוכן על-גבי מולקולת DNA טבעתית אחת.
ביצורים אוקריוטיים - שתאיהם בעלי גרעין - ה-DNA מסודר בגרעין התא. שם הוא נמצא בצורת כרומטין - סליל ה-DNA מלופף סביב חלבונים (היסטונים), המאפשרים לו להיות ארוז בצורה יעילה. בזמן חלוקת התא (מיטוזה ומיוזה) מופיעים כרומוזומים.
תפקוד
ה-DNA עצמו לא מקודד חלבונים באופן ישיר; במקום זאת הוא מקודד את מולקולות ה-RNA שממנה מיוצרים כל החלבונים שבאמצעותם מתפקד התא.
תהליך יצור החלבונים מתרחש בשני שלבים עיקריים:
- בניית מולקולת RNA המבוססת על תבנית ה-DNA (שעתוק או תעתוק, Transcription),
- בניית החלבון על-פי ה-RNA (תרגום, Translation).
התחלת התהליך היא כאשר הסליל הכפול של ה-DNA נפתח ואחד הצדדים משמש כמקור לסינתוז ה-RNA. האנזים שאחראי על התהליך נקרא RNA פולימראז (RNA polymerase). אנזים זה נקשר לאזור מיוחד ב-DNA הנקרא קָדָם (פרומוטר, promoter).
שלב זה הוא מהחשובים בתא, משום שבאמצעות השליטה בו נקבע אילו חלבונים יווצרו בתא באותו הזמן. כך נוצרת השונות בין התאים השונים והשלבים השונים בחיים של התא. לדוגמא: החלבון שנותן את הצבע לעיניים יווצר רק בתאים של הקשתית.
מבנה הד.נ.א
עד לתחילת שנות החמישים, סברו רוב החוקרים כי החלבונים, שהם מולקולות מורכבות ביותר, הם אלה הנושאים את המידע התורשתי. הדנ"א נחשב לחומר פשוט ומשעמם המשמש כמרכיב מבני של הכרומוזומים, וזאת מפני שרוב החוקרים סברו כי ארבע האותיות של הדנ"א מופיעות בו בסדר מחזורי קבוע.
כשכתב שרדינגר את ספרו, רוב המדענים חשבו שהגנים הם סוגים של מולקולת חלבונים. באותו זמן עסק הבקטריולוג א.ת. אוורי בניסויים במכון רוקפלר בניו יורק אשר הוכיחו כי אפשר להעביר תכונות מתא אחד לשני באמצעות ד.נ.א.
ניסויו של אוורי הצביעו כי יתכן שניסויים בעתיד יוכיחו שכל הגנים מורכבים מד.נ.א, בגלל שד.נ.א נמצא בכרומוזומים של כל התאים.
דרך המחקר
שניהם העריכו את עבודתו של לינוס פאולינג שגילה את מבנה סליל האלפא רק ע"י התבוננות בתמונות של קרני רנטגן. הדבר היחיד שעשה זה למצוא איזה אטומים "אוהבים" להיות זה ליד זה ועבד עם דגמים ולקולרים שדמו לצעצועים.
פרנסיס קריק וג'יימס ווטסון לא ראו שום סיבה למה הם לא יוכלו לפענח את מבנה הד.נ.א באותה הדרך, הם היו צריכים ליצור מערכת דגמים מולקולאריים ו"להתחיל לשחק". אם יהיה להם מזל המבנה יהיה סליל- כל תבנית אחרת עלולה להיות הרבה יותר מסובכת. כבר באחת השיחות הראשונות שלהם הם הניחו כי מולקולת הד.נ.א מכילה מספר רב של נוקליאוטידים הקשורים זה לזה במתכונת מוגדרת.
הם גילו כי פענוח הד.נ.א הרבה יותר מסובך מאשר זה של סליל האלפא.
באחד הימים בהם הלך ווטסון לפגוש את ווילקינס הוא סיפר לו שעוזר המחקר שלו הצליח להעתיק בחשאי כמה תמונות שצילמה רוזלין בקרני רנטגן. משום כך סביר היה שווילקינס יצליח בקרוב להגיע לפריצת דרך. רוזלין הצליחה לאבחן ראיות לגבי צורה תלת ממדית חדשה של ד.נ.א. מוריס הראה לווטסון את התמונה (ולכן אומרים שמוריס עזר לווטסון וקריק לגנוב את תצלומיה של רוזלין), ברגע שראה ווטסון את התמונה היה לו ברור כי הצלב השחור של ההחזרים שבלט בתמונה עשוי היה לנבוע רק ממבנה סלילי. די היה בחישוב של כמה דקות כדי לקבוע את מספר השרשראות המולקולאריות. עכשיו הקדיש פרנסיס קריק את כל זמנו לבניית דגם תלת מימדי. מיד לאחר שהסתיימה המלאכה השתמשו בלוחות מתכת לבניית הדגם.
הקוד הגנטי
רוב החוקרים סברו כי ארבע האותיות של הדנ"א מופיעות בו בסדר מחזורי קבוע. פענוח המבנה חשף את העובדה שאין כל סיבה להניח כך – האותיות יכולות להופיע בכל סדר שהוא בתוך הסליל הכפול, בלי שהמבנה עצמו יושפע כלל (כל עוד עיקרון זיווג האותיות של שתי השרשרות נשמר). על סמך כך ניתן היה מיד להציע כי סדר האותיות בכל מולקולת דנ"א הוא המידע התורשתי.
דמיונו הוביל אותו גם למחוזות פראיים יותר. התאוריה שלו בדבר תפקידו של החלום כמנגנון למיון זיכרונות אינה מאיימת מדי, אבל הרעיון שהחיים על פני האדמה נזרעו באמצעות מיקרואורגניזמים שנשלחו אל כדור הארץ מן החלל החיצון בטילים בלתי מאוישים בידי תרבויות גבוהות יותר (פאן- ספרמיה מכוונת), לא עורר התלהבות גדולה בחוגים המדעיים.
תגליות מרכזיות
מבנה הד.נ.א
מולקולת הד.נ.א היא סליל הבנוי מיחידה חוזרת. רוחבו של הסליל ואורכה של היחידה החוזרת קבוע. המולקולה היא שרשרת ארוכה, שחוליותיה הם נוקליאוטידים מארבעה טיפוסים, כל נוקליאוטיד מכיל יחידה של סוכר מסוג דאוקסיריבוז, פוספט ובסיס חנקני. ארבעה סוגי בסיסים קובעי את ארבעת טיפוסי הנוקליאוטידים. ידוע גם שכמות האדנין שווה תמיד לזו של תימין, וכי גוואנין נוכח ברמות זהה לציטוזין.
ווטסון וקריק פיתחו מודל ששילב בתוכו את כל הנתונים הללו תוך שמירה על האופן שבו ממלאת מולקולת הד.נ.א את יעודה הביולוי כנושאת המידע התורשתי. על פי המודל שלהם, מולקולת הד.נ.א היא מבנה דמוי סולם. שני מוטות האורך בסולם בנויים כל אחד כשרשרת של שני מרכיבים המתחלפים ביניהם: סוכר – פוספט – סוכר – פוספט ... אל צידו של כל סוכר קשור בסיס חנקני. כאשר שתי השרשראות ניצבות זו מול זו פונים הבסיסים החנקניים שבשרשרת האחד לעבר הבסיסים שבשרשרת האחרת. קישור בין בסיסים משתי השרשרות יוצר זוגות של בסיסים המהווים את שלבי הסולם.
בכל זוג בסיסים שנוצר משתתף בסיס אחד קטן ובסיס אחד גדול. לא כל צירוף של בסיסים אפשרי מבחינה כימית, למעשה מורכבים שלבי הסולם משני סוגי צירופים של בסיסים חנקניים בלבד: אדנין (בסיס גדול) עם תימין (בסיס קטן), וגוואנין (בסיס גדול) עם ציטוזין (בסיס קטן). בין כל שני בסיסים קיימים קשרים כימיים חלשים- קשרי מימן. בין אדנין ותימין נוצרים 2 קשרי מימן ובין גוואנין וציטוזין נוצרים שלושה קשרי מימן. לכן זוג הבסיסים גוואנין וציטוזין חזק יותר. למרות זאת שני הסוגים של זוגות הבסיסים דומים בגודלם, ונתון זה מבטיח שמירה על רוחב קבוע. משמעות החוקיות בזיווג זה של הבסיסים היא כי סדר הבסיסים בגדיל אחד של ד.נ.א קובע את סדר הבסיסים בגדיל שמולו- המכונה "גדיל משלים".
ארגונה של מולקולת ד.נ.א במבנה עם משלימות עצמית מהווה את הבסיס לשכפולה מדור לדור ולהבאת המידע הגנטי, הנמצא בה, לידי ביטוי. שני גדילי הד.נ.א מתפעלים זה סביב זה ויוצרים מולקולה לוליינית המכונה סליל כפול.
גדולתו של דגם המבנה של הד.נ.א שהוצג על ידי ווטסון וקריק היא בכך שמבנה זה מתאים את המולקולה למילוי תפקידה כמולקולת התורשה, הוא מציע הסבר למנגנון השכפול העצמי של המולקולה לאופן שבו המידע הגנטי אצור בה ואף לדרך שבה שינויים במידע מועברים בתורשה. זו הייתה הפעם הראשונה שנבנה דגם שנמצאו בו כל מרכיבי הד.נ.א.
זה היה כל כך הגיוני שהיה חייב להיות נכון.
פענוח הקוד
התשובה לניסוי שערכו בשנת 1961 פרנסיס קריק וסידני ברנר שטיפלו בד.נ.א שמקורו בנגיף בחומר אשר גרם לשינויים תורשתיים על ידי סילוק של זוגות בסיסים מן הד.נ.א של נגיף זה. אובדן של זוג בסיסים, או של שני זוגות בסיסים, הוא החסרת חלק ממילה בשפה של הד.נ.א, ותוצאתה - רצף בסיסים חסר משמעות. לעומת זאת, אובדן של שלושה זוגות בסיסים עשויה לגרום לשיבוש בחלק מן החלבון - למשל, להחסרת חומצת אמינו אחת, אך יתר החלבון יהיה תקין.
בתוך חמש שנים נתגלתה המשמעות של כל 64 הצרופים האפשריים של שלשות של זוגות בסיסים. כמה
מ- 64 הצרופים האלה מקודדים לאותה חומצת אמינו, ויש גם שלשות של "התחלה" ו"סיום" - סימני פיסוק. תגליות מאוחרות יותר הראו שגן אחד יכול להיות מקוטע, כשבין חלקי הגן ישנם אזורים שאינם מקודדים לחלבון, אך הקוד הבסיסי נותר כפי שנתגלה לפני שנים. כיום יודעים שהקוד הזה הוא זהה בכל היצורים החיים - עדות ברורה לאחידות החיים.
לקריאה נוספת
- עדי מרקוזה-הס, ביולוגיה עכשיו, בהוצאת ספרי תל אביב
קישורים חיצוניים
- [http://www.dna50.org/main.htm חמישים שנה לגילוי מבנה ה-DNA]
קטגוריה:גנטיקה
קטגוריה:תא
קטגוריה:תגליות
ja:デオキシリボ核酸
ko:DNA
ms:DNA
simple:DNA
th:ดีเอ็นเอ
MRNA
Messenger RNA (בעברית: רנ"א שליח; בדרך-כלל מסומן כ-mRNA) הוא אחד מסוגי ה-RNA הנמצאים בתאיהם של יצורים חיים.
ה-mRNA הוא תוצרו של תהליך השעתוק; הוא לפי תבנית ה-DNA. לאחר בנייתו הוא יוצא מהגרעין אל הציטופלזמה ונודד אל הריבוזומים, שם המידע שהוא נושא ישמש לבניית חלבונים.
באאוקריוטים, לפני שה-mRNA יוצא מגרעין התא, אנזימים מסוימים קוטעים ממנו רצפי נוקלאוטידים חסרי משמעות גנטית(אינטרונים, אשר לא מיועדים לייצור חלבונים; תהליך זה נקרא שחבור (Splicing).
.
בפרוקריוטים לא מתרחש שחבור, ומקטעי הmRNA מתחילים לעבור תרגום תוך כדי שעתוקם.
category:גנטיקה
קטגוריה:תא
ja:MRNA
שעתוק (ביולוגיה)
שעתוק (Transcription) הוא תהליך בביולוגיה של התא שבו מולקולת רנ"א מסונתזת על-גבי מולקולת דנ"א המשמשת כתבנית. שעתוק הוא התהליך שבו נוצרת מולקולת רנ"א שליח, והוא שלב מקדים לתהליך התרגום, שבו הרנ"א-שליח משמש כתבנית ליצירת חלבון. באיקריוטיים בתהליך זה משועתק גן בודד. בפרוקריוטיים, לעיתים משועתקת קבוצת גנים רציפה על-גבי הכרומוזום. קבוצה זו נקראת אופרון. בנוסף ליצירת רנ"א שליח, בתהליך השעתוק נוצרות גם מולקולות רנ"א בעלות תפקידים נוספים בתא, לדוגמא רנ"א ריבוזומלי.
בניגוד לתהליך השכפול, תהליך השעתוק אינו מכיל מנגנון תיקון, ולכן מידת האמינות שלו נמוכה יותר, ויש סבירות גבוהה יותר לטעויות בשעתוק. עם זאת, מכיוון שמשך זמן החיים של מולקולות הרנ"א קצר, הסיכוי שטעות בתהליך תגרום נזק משמעותי למנגנון התאי הוא נמוך. מולקולות הרנ"א מתחלפות פעמים רבות במהלך חיי התא, ולכן טעות באחד מהם תגרום לנזק זמני בלבד, אם בכלל.
לתהליך השעתוק מתלווים מספר תהליכים נוספים שעוזרים, בין השאר, לשמור על יציבות מולקולת הרנ"א הנוצרת. התהליכים הידועים הבולטים הם:
- תהליך הוספת הכיפה (capping) לקצה 5' של רנ"א שליח.
- תהליך הוספת זנב הפוליאדנין (polyA tail) לקצה 3' של רנ"א שליח.
- תהליך השחבור (splicing) שבו מולקולת הרנ"א המסונטזת עוברת שינויים.
יש לציין שתהליכי העיבוד המתוארים לעיל מתחילים כנראה עוד לפני סיום תהליך השעתוק. בנוסף, שעתוק נוסף של אותו גן או אופרון (על ידי קומפקלסים נוספים של הרנ"א פולימראז), גם כן יכול להתחיל לפני סיום השעתוק.
- בפרוקריוטיים חסרי הגרעין, התהליך כולו מתרחש בציטופלסמה. באיקריוטיים התהליך מתרחש בגרעין התא. לאחר סיום השעתוק ומספר פעולות עריכה (כגון שחבור), רנ"א שליח יוצא מהגרעין לציטופלסמה, שם מתרחש תהליך התרגום. היתרון בהפרדה זו הוא בכך שקיימת אפשרות לביצוע בקרה נוספת באמצעות סלקטיביות משתנה של מעטפת הגרעין.
- בפרוקריוטיים תהליך התרגום יכול להתחיל עוד בטרם מסתיים השעתוק. שילוב זה אינו אפשרי באיקריוטיים בשל הפרדת האברונים (השעתוק מתרחש בגרעין והתרגום בציטופלסמה).
- באיקריוטים התהליך כולו מורכב יותר וקיימים יותר פקטורי שעתוק שמעורבים בכל שלביו.
- בעוד שבפרוקריוטיים קיים רק קומפלקס אחד של רנ"א פולימראז, באיקריוטיים מוכרים שלושה קומפלקסים שונים.
תיאור כללי של התהליך
בתהליך השעתוק, מולקולות רנ"א חדשה מסונתזת על-גבי תבנית של מולקולת דנ"א קיימת. בדומה לתהליך השכפול, הגדיל החדש נוצר על-פי עקרון זיווג בסיסים, שבו הבסיס A חובר ל-U (האנלוגי ל-T בדנ"א) ו-C חובר ל-G. כך גדיל הרנ"א מכיל רצף משלים (complementary) לרצף תבנית הדנ"א שלפיה נוצר.
כיוון תהליך הסינתזה הוא מקצה 5' של מולקולת הרנ"א הנוצרת אל קצה 3' שלה (מקצה 3' לקצה 5' של דנ"א התבנית). הקומפלקס האנזימתי היוצר את מולקולת הרנ"א קרוי רנ"א פולימראז.
התהליך מתחלק לשלושה שלבים עיקריים - אתחול (initiation),התארכות (elongation) וסיום (termination).
אתחול
התהליך מתחיל כאשר הרנ"א פולימראז מזהה את רצף הפרומוטר של הדנ"א המשועתק. רצף זה נמצא במרחק של עשרות עד מאות בסיסים מתחילת הגן עצמו ולרוב מורכב ממספר רצפים קצרים המצויים בסמיכות זה לזה. טרם קישור הרנ"א פולימארז לדנ"א, פקטורי שעתוק נקשרים לרצפים שונים בפרומוטר ועוזרים בגיוס הפולימראז. בשלב זה הדנ"א הוא עדיין דו-גדיל אשר אינו מאפשר ביצוע שעתוק.
הדנ"א נפתח באתר האתחול (initiation site) ונחשפים שני גדיליו. אתר האתחול מצוי כ-10 בסיסים לפני תחילת האזור המשועתק. סינתזת רנ"א, בניגוד לסינתזת דנ"א בתהליך השכפול, יכולה להתחיל מנוקלאוטיד רנ"א בודד ולכן אין צורך במנגנון הפריימרים.
קיימת העדפה להתחיל את השעתוק מבסיס ATP או GTP. הפירימידינים CTP וUTP אינם מועדפים בשלב זה.
בפרוקריוטיים, בשלב הקישור הראשוני של הפולימראז הוא מחובר לפקטור סיגמא (σ factor) אשר מאפשר את הקישור הראשוני של הפולימראז לדנ"א, אך מונע את יציאת המולקולה המסונתזת מהקומפלקס. פקטור הסיגמא נושר מהקומפלקס אחרי סינתזה של כ-10 בסיסים. נשירת פקטור הסיגמא גורמת לשינוי קונפורמציה בקומפלקס הפולימראז שמהדק את קישורו לדנ"א ומאפשר את שלב ההתארכות.
התארכות
הרנ"א פולימראז מתקדם על-גבי תבנית הדנ"א ועבר כל בסיס בתבנית מקטלז זיווג נוקלאוטידים. כל נוקלאוטיד שנוסף מתחבר לרצף באמצעות קשר פוספודיאסטרי. בשלב זה נמצאים חלבונים נוספים, הקרויים פקטורי אלונגציה שנחוצים לקיום התהליך.
סיום
ידועים שני מנגנונים לסיום תהליך השעתוק:
# מנגנון שאינו תלוי בחלבון הרו (Rho-independent termination). במנגנון זה סימן סיום השעתוק הוא מבנה שניוני של הרנ"א המסמן את אתר ההסרה של הפולימראז. הרצף באתר הסיום הוא בד"כ פלינדרום שמקודד למבנה שניוני של סיכה (hairpin) המפריעה להמשך התקדמות הפולימראז.
# מנגנון תלוי חלבון רו (Rho-dependent termination). מנגנון זה משתמש בפקטור סיום ρ (רו) שנקשר לרנ"א פולימראז. לאחר קישור זה, הפולימראז נושר מהתבנית.
האזור שבו הרנ"א פולימראז נושר מהתבנית קרוי הטרמינטור (terminator).
בקרת שעתוק
בשל חשיבותו הרבה של התהליך הוא נמצא תחת בקרה כבדה. היום מאמינים שעיקר הבקרה בתהליך המעבר מגן המקודד בדנ"א לחלבון פעיל מתרחשת בשלב השעתוק. הסיבה לבקרה הכבדה כבר התחילת התהליך היא האנרגיה הרבה, בעיקר בדמות מולקולות ATP, שהגוף משקיע על מנת לסנטז מולקולת רנ"א ולאחר מכן ליצור על-פיה חלבון פעיל. עיקר הבקרה מתבצעת בכך שקישור קומבינטורי של כ4-8 פקטורים דרוש לרוב ע"מ להתחיל את תהליך השעתוק. פקטורים אלה משפעלים את תהליך השעתוק (activators). בנוסף, קיימים פקטורים אחרים, דכאנים (repressors), אשר במצבם הרגיל קושרים חתיכת דנ"א באזור הפרומוטר ואינם מאפשרים התחלת שעתוק של הגן. הסרתם מתבצעת לרוב ע"י משרן (inducer) שמביא בסופו של התהליך לתחילת השעתוק. המערכת הראשונה שבה נחקר תהליך זה היא אופרון הלקטוז.
חקר רמות ביטוי גנטי
בשנים האחרונות, חקר רמות הביטוי של הגנים, כתוצאה מתהליך השעתוק, תפס תאוצה רבה. באמצעות חלק מן השיטות החדשות ניתן למדוד בו-זמנית רמות ביטוי של כל הגנים בתא. השיטות העיקריות הן:
- שבבי דנ"א (DNA microarray)
- תגובת PCR
- Southern Blot
הערות היסטוריות
גילוי ראשוני של תהליך השעתוק התרחש ב-1965, במספר מעבדות במקביל in vitro (בתאים מבודדים). כבר בשלב זה התגלה שקיימים פקטורים נוספים המסייעים לסיום התהליך. בסוף שנות הששים מספר עבודות מאוניברסיטת הרוורד תיארו חלקים נרחבים ממנגנון השעתוק. חקר המנגנון נמשך עד היום, והדרך להבנה מלאה של התהליך עודנה ארוכה.
ראו גם
- תהליך השכפול
קישורים חיצוניים
- [http://www.geneticengineering.org/chemis/Chemis-NucleicAcid/RNA.htm תיאור תהליכי הרנ"א הכולל איורים]
קטגוריה:גנטיקה
קטגוריה:אנזימיםאנזים הוא חלבון המשמש כזרז של תגובות כימיות ביצורים חיים.
|
|
|
| :: RELATED NEWS :: |
羅莉塔
《羅莉塔》（Lolita），又譯為《洛莉塔》，是俄羅斯裔美國作家--（Vladimir Nabokov）在1955年發表的成名小說。小說曾改拍成同名電影，中譯片
|
中华民国第二共和
本文已经被列入Wikipedia:需要关注的页面，需要进一步修改。
「中華民國第二共和」，是日本學者若林正丈於1992年首先提出來的一個概念，是他用來描述其所谓「中華民國<
|
晚晴婦女協會
晚晴婦女協會由知名作家施寄青成立於1988年5月。前身為拉一把協會。由東吳大學林蕙瑛副教授於1984年成立。
業務
針對面臨婚姻危機的婦女提供：
- 法律諮詢
- 傾
|
亲王
爵位名。为王爵的第一等。汉朝开始，封皇子、皇帝兄弟为王。魏晋开始，王爵分为亲王、郡王两等，亲王专封皇子、皇帝兄弟；郡王始为皇太子之子的封号，后多
|
一種中華民國第二共和觀點
本文已经被列入Wikipedia:需要关注的页面，需要进一步修改。
「中華民國第二共和」，是日本學者若林正丈於1992年首先提出來的一個概念，是他用來描述其所谓「中華民國<
|
Miranda IM
Miranda IM是一个多协议的即时通讯客户端软件。它运行时仅占用极少的内存，并且不需要安装，解压后即可运行。这使得用户可以从可移动的存储设备上运行他们的即时通讯客户端程序。如果仅使用少量的插件，它甚至可以被放到一张软盘里。
强大的插件使得Miranda IM拥有极好的可扩展性。只有基本的功能是内置的，其余的功能需要通过插件来实现。现在有多于350个插件可以被下载，用来扩展Miran
|
弹道导弹
弹道导弹（ballistic missile）是一种导弹，通常没有翼，在烧完燃料后只能保持预定的航向，不可改变，其后的航向由弹道学法则支配。为了覆盖广大的距离，弹道导弹必须发射很高，进入空中或太空，进行亚轨道宇宙飞行；对于洲际导弹，中途高度大约为1200公里。当在太空时，不提供推力，导弹做自由落体。
与弹道导弹相对的概念是英國貝登堡先生（現在我們尊稱他為世界的總長）。
貝登堡原本是英國的一名將軍，1899年到香港的網上獨立媒體，推動民間記者發聲。
宗旨
以推動香港民主運動和社會運動為宗旨的獨立媒體，為香港形塑不受政權、財團、政黨支配的「公眾空間」，充實公民社會的組織，帶動社會公眾，以不同角度深化社會、政治及文化議題，促進社會關懷，開拓人文知識，深化思想
|
纬线
概念
地球表面某点随地球自转所形成的轨迹。
形状
地球上任何一根纬线都是圆形的，而两两平行。
长度
纬线的长度是赤道的周长乘以纬线的纬度的 | |
