Os biólogos chamam o termo "transcrição" de uma etapa especial da implementação da informação hereditária, cuja essência se resume à leitura de um gene e à construção de uma molécula de RNA complementar a ele. É um processo enzimático que envolve o trabalho de muitas enzimas e mediadores biológicos. Ao mesmo tempo, a maioria dos biocatalisadores e mecanismos responsáveis por desencadear a replicação gênica são desconhecidos pela ciência. Por causa disso, resta ver em detalhes o que é transcrição (em biologia) em nível molecular.
Realização da informação genética
A ciência moderna sobre transcrição, bem como sobre a transmissão de informações hereditárias, é pouco conhecida. A maioria dos dados pode ser representada como uma sequência de etapas na biossíntese de proteínas, o que possibilita entender o mecanismo de expressão gênica. A síntese de proteínas é um exemplo da realização da informação hereditária, uma vez que o gene codifica sua estrutura primária. Para cada molécula de proteína, seja uma proteína estrutural, uma enzima oumediador, há uma sequência primária de aminoácidos registrada nos genes.
Assim que for necessário ressintetizar essa proteína, inicia-se o processo de "desempacotamento" do DNA e leitura do código do gene desejado, após o qual ocorre a transcrição. Na biologia, o esquema de tal processo consiste em três etapas, convencionalmente identificadas: iniciação, alongamento, terminação. No entanto, ainda não é possível criar condições específicas para sua observação durante o experimento. São cálculos bastante teóricos que permitem uma melhor compreensão da participação dos sistemas enzimáticos no processo de cópia de um gene em um molde de RNA. Em sua essência, a transcrição é o processo de síntese de RNA com base na fita desspiralizada 3'-5' do DNA.
Mecanismo de transcrição
Você pode entender o que é transcrição (em biologia) usando o exemplo da síntese de RNA mensageiro. Começa com a "liberação" do gene e o alinhamento da estrutura da molécula de DNA. No núcleo, a informação hereditária está localizada na cromatina condensada e os genes inativos são compactamente “empacotados” em heterocromatina. Sua desspiralização permite que o gene desejado seja liberado e disponibilizado para leitura. Em seguida, uma enzima especial divide o DNA de fita dupla em duas fitas, após o que o código da fita 3'-5' é lido.
A partir deste momento, começa o próprio período de transcrição. A enzima RNA polimerase dependente de DNA monta a seção inicial de RNA, à qual o primeiro nucleotídeo está ligado, complementar3'-5'-fita da região molde de DNA. Além disso, a cadeia de RNA se acumula, o que dura várias horas.
A importância da transcrição na biologia é dada não apenas ao início da síntese de RNA, mas também ao seu término. Alcançar a região de terminação do gene inicia o término da leitura e leva ao lançamento de um processo enzimático destinado a separar a RNA polimerase dependente de DNA da molécula de DNA. A seção dividida do DNA é completamente “reticulada”. Além disso, durante a transcrição, os sistemas enzimáticos funcionam que “verificam” a exatidão da adição de nucleotídeos e, se ocorrerem erros de síntese, “cortam” seções desnecessárias. Compreender esses processos nos permite responder à pergunta sobre o que é transcrição na biologia e como ela é regulada.
Transcrição reversa
A transcrição é o mecanismo universal básico para a transferência de informação genética de um portador para outro, por exemplo, do DNA para o RNA, como acontece nas células eucarióticas. No entanto, em alguns vírus, a sequência de transferência de genes pode ser revertida, ou seja, o código é lido do RNA para o DNA de fita simples. Esse processo é chamado de transcrição reversa, e é apropriado considerar o exemplo da infecção humana pelo vírus HIV.
O esquema de transcrição reversa se parece com a introdução de um vírus na célula e a subsequente síntese de DNA com base em seu RNA usando a enzima transcriptase reversa (revertase). Este biocatalisador está inicialmente presente no corpo viral e é ativado quando entra na célula humana. Permitesintetizam uma molécula de DNA com informações genéticas de nucleotídeos encontrados em células humanas. O resultado da conclusão bem-sucedida da transcrição reversa é a produção de uma molécula de DNA, que, por meio da enzima integrase, é introduzida no DNA da célula e o modifica.
A importância da transcrição na engenharia genética
Importantemente, esse tipo de transcrição reversa em biologia leva a três conclusões importantes. Primeiro, que os vírus em termos filogenéticos devem ser muito superiores às formas de vida unicelulares. Em segundo lugar, esta é a prova da possibilidade da existência de uma molécula de DNA de fita simples estável. Anteriormente, havia uma opinião de que o DNA pode existir por muito tempo apenas na forma de uma estrutura de fita dupla.
Terceiro, como um vírus não precisa ter informações sobre seus genes para se integrar ao DNA das células de um organismo infectado, pode-se provar que genes arbitrários podem ser introduzidos no código genético de qualquer organismo por transcrição. A última conclusão permite o uso de vírus como ferramentas de engenharia genética para incorporar certos genes no genoma de bactérias.
