Los biólogos llaman al término "transcripción" una etapa especial de la implementación de la información hereditaria, cuya esencia se reduce a leer un gen y construirle una molécula de ARN complementaria. Es un proceso enzimático que involucra el trabajo de muchas enzimas y mediadores biológicos. Al mismo tiempo, la ciencia desconoce la mayoría de los biocatalizadores y mecanismos responsables de desencadenar la replicación de genes. Debido a esto, queda por ver en detalle qué es la transcripción (en biología) a nivel molecular.
Realización de la información genética
La ciencia moderna sobre la transcripción, así como sobre la transmisión de información hereditaria, no es muy conocida. La mayoría de los datos se pueden representar como una secuencia de pasos en la biosíntesis de proteínas, lo que permite comprender el mecanismo de expresión génica. La síntesis de proteínas es un ejemplo de realización de la información hereditaria, ya que el gen codifica su estructura primaria. Para cada molécula de proteína, ya sea una proteína estructural, una enzima omediador, hay una secuencia primaria de aminoácidos registrada en los genes.
Tan pronto como es necesario volver a sintetizar esta proteína, comienza el proceso de "desempaquetar" el ADN y leer el código del gen deseado, después de lo cual se produce la transcripción. En biología, el esquema de tal proceso consta de tres etapas, convencionalmente identificadas: iniciación, elongación, terminación. Sin embargo, aún no es posible crear condiciones específicas para su observación durante el experimento. Estos son cálculos bastante teóricos que permiten una mejor comprensión de la participación de los sistemas enzimáticos en el proceso de copia de un gen en una plantilla de ARN. En esencia, la transcripción es el proceso de síntesis de ARN basado en la hebra 3'-5' desspiralizada de ADN.
Mecanismo de transcripción
Puedes entender qué es la transcripción (en biología) usando el ejemplo de la síntesis del ARN mensajero. Comienza con la "liberación" del gen y la alineación de la estructura de la molécula de ADN. En el núcleo, la información hereditaria se encuentra en la cromatina condensada y los genes inactivos se “empaquetan” de manera compacta en la heterocromatina. Su desespiralización permite liberar el gen deseado y ponerlo a disposición para su lectura. Luego, una enzima especial divide el ADN de doble cadena en dos cadenas, después de lo cual se lee el código de la cadena 3'-5'.
A partir de este momento, comienza el período de transcripción propiamente dicho. La enzima ARN polimerasa dependiente de ADN ensambla la sección inicial de ARN, a la que se une el primer nucleótido, complementario3'-5'-hebra de la región molde de ADN. Además, se acumula la cadena de ARN, que dura varias horas.
La importancia de la transcripción en biología se da no solo al inicio de la síntesis de ARN, sino también a su terminación. Alcanzar la región de terminación del gen inicia la terminación de la lectura y conduce al lanzamiento de un proceso enzimático destinado a separar la polimerasa de ARN dependiente de ADN de la molécula de ADN. La sección dividida del ADN está completamente “reticulada”. Además, durante la transcripción, funcionan sistemas enzimáticos que "comprueban" la corrección de la adición de nucleótidos y, si se producen errores de síntesis, "cortan" secciones innecesarias. Comprender estos procesos nos permite responder a la pregunta de qué es la transcripción en biología y cómo se regula.
Transcripción inversa
La transcripción es el mecanismo universal básico para transferir información genética de un portador a otro, por ejemplo, del ADN al ARN, como ocurre en las células eucariotas. Sin embargo, en algunos virus, la secuencia de transferencia de genes puede invertirse, es decir, el código se lee desde el ARN hasta el ADN monocatenario. Este proceso se llama transcripción inversa y es apropiado considerar el ejemplo de la infección humana con el virus del VIH.
El esquema de transcripción inversa parece la introducción de un virus en la célula y la posterior síntesis de ADN basada en su ARN utilizando la enzima transcriptasa inversa (revertasa). Este biocatalizador está inicialmente presente en el cuerpo viral y se activa cuando ingresa a la célula humana. Eso permitesintetizar una molécula de ADN con información genética a partir de nucleótidos que se encuentran en las células humanas. El resultado de la finalización exitosa de la transcripción inversa es la producción de una molécula de ADN que, a través de la enzima integrasa, se introduce en el ADN de la célula y lo modifica.
La importancia de la transcripción en la ingeniería genética
Es importante destacar que este tipo de transcripción inversa en biología lleva a tres importantes conclusiones. Primero, que los virus en términos filogenéticos deberían ser mucho más altos que las formas de vida unicelulares. En segundo lugar, esta es una prueba de la posibilidad de la existencia de una molécula estable de ADN monocatenario. Anteriormente, existía la opinión de que el ADN puede existir durante mucho tiempo solo en forma de una estructura de doble cadena.
En tercer lugar, dado que un virus no necesita tener información sobre sus genes para integrarse en el ADN de las células de un organismo infectado, se puede demostrar que se pueden introducir genes arbitrarios en el código genético de cualquier organismo al revés transcripción. La última conclusión permite el uso de virus como herramientas de ingeniería genética para incrustar ciertos genes en el genoma de las bacterias.
