ייזום: פונקציה, משימות, תפקיד ומחלות

חניכה היא הצעד הראשון וכך ההכנה לתרגום, תמלול ושכפול. ביחד, השלבים הללו בעצם עוֹפֶרֶת ל גֵן ביטוי. חניכה ממלאת תפקיד גם בפתופיזיולוגיה ביחס למחלות כגון סרטן.

מהי חניכה?

חניכה היא הצעד הראשון וכך ההכנה לתרגום, תמלול ושכפול. ביחד, השלבים הללו בעצם עוֹפֶרֶת ל גֵן ביטוי. תרגום כרוך בסינתזה של חלבונים בתוך תאי האורגניזמים החיים באמצעות מידע גנטי מועתק. תעתיק, לעומת זאת, הוא סינתזה של RNA באמצעות DNA כתבנית, וכתוצאה מכך RNA. כמו התרגום, תמלול הוא חלק חיוני מ- גֵן ביטוי. בְּתוֹך גנטיקה, שכפול הוא ייצור עותקי DNA. כל אחד מהתהליכים הנ"ל מורכב מכמה שלבים. השלב הראשון של שכפול, תרגום ושעתוק הוא ייזום. לפיכך, חניכה היא תהליך ההתחלה של כל מרכיבי הביטוי הגנטי. בדרך כלל, לפני הקדמה ייצור מתחם מה שמכונה מראש. יוזמות התמלול, התרגום והשכפול נבדלות זו מזו באופי וייעוד התהליך שלהן. בנוסף, שלב החניכה שונה מצורת החיים ובהתאם לכך מתנהל אחרת באיקריוטים מאשר בפרוקריוטים.

פונקציה ומשימה

כדי ליזום תרגום נוצר מתחם קדם-יזום. מתחם זה מורכב מהיחידה המשנה 40S של הריבוזום והיוזם tRNAMet. הוא מכיל גם גורמי GTP ויזום. השילוב של אלמנטים אלה מזהה mRNA בוגר בקצה 5 ', יכול לקשור אותו ולבחון אותו בשלב ניתוח אחר כך מכיוון 5'3'. תהליכים אלה מתרחשים עד שמתחם החקירה מזהה מה שנקרא קודון התחלה או AUG. לאחר הכרה בקודון זה, יחידת המשנה 60S הריבוזומלית נקשרת אליו וגורמת לשחרור גורמי ההתחלה. רק אז יכול תרגום ה- mRNA להתקיים במובן התרגום. בכל האיקריוטים, שלב ההעתקה המביע את הגן תלוי גם במכלול קדם-הזקה המורכב מגורמי שעתוק שונים. הגורמים המעורבים במתחם כוללים את TFIIA, TFIID, TFIIB ו- TFIIF. התבנית של ה- DNA מוזנת למרכז הקטליטי של RNA פולימראז כדי להקל על יצירת קשר פוספודיאסטר ראשוני. רק שלב המשנה הזה יוזם את התעתיק בפועל. בשלב ההתחלה של השכפול, הגברת ה- DNA מופעלת שוב על ידי שבירת סליל ה- DNA הכפול. שבירה זו מתרחשת בנקודה מסוימת על ה- DNA וממומשת בעזרת הליקאז. לאחר תיוג בפרימאז, פולימראז מתחבר ל- DNA השבור. בתחילת השכפול, DNA סלילי קיים בתא במערך לא מסודר, מעגלי או ליניארי ומפותל גם הוא. על מנת לשכפל, ראשית יש לפתור את ה- DNA האיקריוטי, מה שגורם לפיתול הולך וגדל של גדילי הכפול של ה- DNA. במהלך תחילת השכפול מתרחש גם מחשוף של גדילי ה- DNA. לצורך התחלת שלב ההעתקה נדרש מה שנקרא מקור שכפול, שממנו תלויה נקודת המוצא. במקור זה, הידרוגנציה קשר בין בסיסים של הגדילים הבודדים מופרד במהלך החניכה. בעקבות פתיחת הגדילים, ההתחלה מתבצעת. שבר RNA, המכונה גם פריימר, מחובר לחוטים החד-פנויים החופשיים באמצעות RNA פולימראז פרימאז. קומפלקס זה תואם את הפרימוזום ומשמש את פולימראז ה- DNA כ"התחלה ". לאחר שהפולימראז של ה- DNA החל בסינתזה של גדיל ה- DNA השני, הוא פועל לסיומו. לפיכך, כל רגולציה של שכפול מתרחשת בשלב הייזום.

מחלות והפרעות

בפתופיזיולוגיה, מושג החניכה ממלא תפקיד בעיקר בהקשר של סרטן תאים. התחלה של תהליכים ממאירים נובעת בעיקר מחשיפה להשפעות מזיקות ומוטוגניות. מנגנונים גנטיים של קרצינוגנזה כוללים מוטציה נקודתית, הגברה, מחיקה וסידור כרומוזומים מחדש. בהקשר זה, המוטציה הנקודתית היא גרסה של המוטציה הגנטית שבה יש החלפה, תוספת או החלפה של נוקלאוטיד ספציפי בתוך ה- DNA. מוטציות נקודתיות יכולות להיות כתוצאה מכך החלפות, מעברים והעברות, הכנסות או מחיקות. לפיכך, מוטציה נקודתית מובילה לשינויים במוצר הגן בביוסינתזה של חלבונים. ההגברה כוללת תהליך תא או הליך גנטי מולקולרי להגברת חומצת הגרעין, שבמקרה של סרטן מוביל לקרצינוגנזה. מחיקות, בתורן, תואמות לאובדן מקטעי DNA, שיכולים להתאים לאובדן יחיד בסיסים או רצפי בסיס גדולים יותר במונחים של קטעי כרומוזום שלמים. ולו רק רווק בסיסים מושפעים, המחיקה מתרחשת בדרך כלל בהקשר של מוטציה נקודתית. אם משתנים כרומוזום שלם באמצעות מחיקה, משתמשים במונח סטייה כרומוזומלית. ביחס לסרטנים, התהליכים הנ"ל נחקרים על ידי החוקרים על תפקידם בהתחלת תאים ממאירים. מטרת מאמצי המחקר הללו היא לפתח שונה אמצעים ל סרטן מְנִיעָה. לפיכך, בהקשר של קרצינוגנזה, ייזום מייצג את הצעד הראשון, ולסיכום, מתאר את המוטציה שעובר תא כתוצאה מסרטן. תיאורטית, ניתן לבטל את המוטציה הזו על ידי תיקון DNA או לחסל אותה על ידי אפופטוזיס (מוות של תאים). עם זאת, במיוחד בחולים מבוגרים, מנגנוני תיקון ה- DNA כבר אינם חזקים מספיק בכדי לחסל את המוטציה. לפיכך, המוטציה המסרטנת היא בלתי הפיכה. בסרטן, גן השולט על מחזור התא וחלוקת התאים מושפע תמיד ממוטציה כזו. חומרים מסרטנים הם חומרים גנטוקסיים מצב התחלה ממאירה ובהכרח לגרום למוטציה.