การถอดความ

กระบวนการของ การถอดความ ในทางชีววิทยาเกี่ยวข้องกับกระบวนการจำลองส่วนของสายดีเอ็นเอให้กลายเป็นเส้นอาร์เอ็นเอของผู้ส่งสาร (mRNA) จากนั้น mRNA จะมีลำดับเบสของนิวคลีอิกซึ่งเสริมกับส่วนของดีเอ็นเอ การถอดความในภายหลังจะเกิดขึ้นในยูคาริโอตทั้งหมดรวมทั้งมนุษย์ภายในนิวเคลียสของเซลล์ในขณะที่การแปลในภายหลังการแปล mRNA เป็นโปรตีนเฉพาะในไซโทพลาสซึมจะเกิดขึ้นบนไรโบโซม

การถอดเสียงคืออะไร?

กระบวนการถอดความเป็นขั้นตอนแรกในการแปลงข้อมูลทางพันธุกรรมเป็นโปรตีนในทางตรงกันข้ามกับการจำลองแบบไม่ใช่เรื่องของการทำสำเนาของจีโนมทั้งหมด แต่เป็นเพียงบางส่วนของสายดีเอ็นเอเสมอ

ในส่วนหนึ่งของสายดีเอ็นเอพันธะกับเกลียวบางส่วนเสริมในเกลียวคู่จะถูกทำลายครั้งแรกโดยการทำลายพันธะไฮโดรเจน การเติมนิวคลีโอไทด์ RNA อิสระลงในพื้นที่ที่จะคัดลอกจะสร้างส่วนเสริมใหม่ซึ่งประกอบด้วยกรดไรโบนิวคลีอิกไม่ใช่กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเช่นเดียวกับในดีเอ็นเอ

ส่วน RNA ที่ได้คือสำเนาที่ใช้งานได้จริงของส่วน DNA และเรียกว่า messenger RNA (mRNA) mRNA ที่เกิดขึ้นภายในนิวเคลียสของเซลล์จะแยกออกจาก DNA และถูกขนส่งผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียสของเซลล์ไปยัง cytosol ซึ่งจะมีการแปลการแปลงรหัส RNA ให้เป็นลำดับกรดอะมิโนที่สอดคล้องกันเช่นการสังเคราะห์โปรตีนจะเกิดขึ้น

ลำดับของนิวคลีโอเบสสามตัว (triplet) บน mRNA เรียกว่า codon กำหนดกรดอะมิโนหนึ่งตัว ตามลำดับของโคดอน mRNA กรดอะมิโนที่เกี่ยวข้องจะถูกรวมเข้าด้วยกันผ่านพันธะเปปไทด์เพื่อสร้างโพลีเปปไทด์และโปรตีน

ฟังก์ชันและงาน

ในทางชีววิทยาการถอดความเป็นกระบวนการหลักสองประการแรกที่แปลงข้อมูลทางพันธุกรรมซึ่งมีอยู่เป็นลำดับของนิวคลีโอเบสของดีเอ็นเอไปเป็นการสังเคราะห์โปรตีน ข้อมูลทางพันธุกรรมประกอบด้วยลำดับของสามสิ่งที่เรียกว่าแฝดสามหรือโคดอนซึ่งแต่ละตัวย่อมาจากกรดอะมิโนโดยที่กรดอะมิโนบางชนิดสามารถกำหนดได้ด้วยโคดอนที่แตกต่างกัน

หน้าที่ของการถอดความประกอบด้วยการผลิตเส้นใย mRNA ซึ่งมีฐานนิวคลีอิก - ในกรณีนี้ฐานไรโบนิวคลีอิกและไม่ใช่ฐานดีออกซีไรโบนิวคลีอิก - สอดคล้องกับรูปแบบเสริมของส่วนดีเอ็นเอที่แสดงออก mRNA ที่สร้างขึ้นจึงสอดคล้องกับแม่แบบเชิงลบชนิดหนึ่งของส่วนยีนที่แสดงออกซึ่งสามารถใช้สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนที่เข้ารหัสเพียงครั้งเดียวแล้วนำกลับมาใช้ใหม่อีกครั้ง

กระบวนการหลักประการที่สองในการแปลงข้อมูลทางพันธุกรรมเป็นโปรตีนที่เฉพาะเจาะจงคือการแปลซึ่งกรดอะมิโนจะถูกรัดเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโปรตีนตามการเข้ารหัสของ mRNA และเชื่อมโยงกันอย่างมีความหมาย

การถอดความช่วยให้สามารถอ่านข้อมูลทางพันธุกรรมได้อย่างคัดเลือกและขนส่งในรูปแบบของสำเนาเสริมจากนิวเคลียสของเซลล์ไปยังไซโตซอลและเป็นอิสระจากส่วนดีเอ็นเอที่เกี่ยวข้องเพื่อสร้างโปรตีน

ข้อดีอย่างหนึ่งของการถอดความคือชิ้นส่วนของดีเอ็นเอเส้นเดียวสามารถแสดงได้สำหรับการผลิต mRNA โดยที่ยีนทั้งหมดไม่ต้องสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาอย่างต่อเนื่องและทำให้เสี่ยงต่อการกลายพันธุ์หรือเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของมัน

ข้อดีอีกประการหนึ่งของการถอดเสียงคือการเชื่อมต่อที่เรียกว่าการเชื่อมต่อและการประมวลผลประเภทอื่น ๆ ของ mRNA โดยผ่านกระบวนการเชื่อมต่อ mRNA จะถูกปลดปล่อยจากสิ่งที่เรียกว่าอินตรอนเป็นครั้งแรกจากโคดอนที่ไม่มีฟังก์ชันซึ่งไม่ได้กำหนดรหัสสำหรับกรดอะมิโน นอกจากนี้ยังสามารถจับอะดีนีนนิวคลีโอไทด์กับ mRNA โดยใช้โพลีเมอเรสของเอนไซม์โพลี (A)

ในมนุษย์เช่นเดียวกับในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ อวัยวะนี้เรียกว่าหางโพลี (A) ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ประมาณ 250 นิวคลีโอไทด์ หางโพลี (A) สั้นลงตามอายุที่เพิ่มขึ้นของโมเลกุล mRNA และกำหนดครึ่งชีวิตทางชีวภาพ แม้ว่าจะไม่ใช่หน้าที่และงานทั้งหมดของหางโพลี (A) ที่เป็นที่รู้จักกันดี แต่อย่างน้อยก็แน่นอนว่ามันช่วยปกป้องโมเลกุล mRNA จากการย่อยสลายและปรับปรุงการเปลี่ยนแปลง (ความสามารถในการแปล) เป็นโปรตีน

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

เช่นเดียวกับการแบ่งเซลล์ซึ่งอาจเกิดข้อผิดพลาดในการจำลองแบบของจีโนมปัญหาที่พบบ่อยที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการถอดเสียงคือ "ข้อผิดพลาดในการคัดลอก" ไม่ว่าจะมีการ "ลืมโคดอน" ระหว่างการสังเคราะห์ mRNA หรือสร้างโคดอน mRNA ที่ไม่ถูกต้องสำหรับโคดอนดีเอ็นเอบางตัว

คาดว่าข้อผิดพลาดในการทำสำเนาดังกล่าวจะเกิดขึ้นในทุกๆ 1,000 ฉบับโดยประมาณ ในทั้งสองกรณีจะมีการสังเคราะห์โปรตีนที่รวมกรดอะมิโนที่ไม่ได้ตั้งใจไว้อย่างน้อยหนึ่งแห่ง สเปกตรัมของผลกระทบมีตั้งแต่ 'ไม่สามารถสังเกตเห็นได้' ไปจนถึงความล้มเหลวทั้งหมดของโปรตีนที่สังเคราะห์

หากการกลายพันธุ์ของยีนเกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบหรือเนื่องจากสถานการณ์อื่น ๆ ลำดับนิวคลีโอเบสที่กลายพันธุ์จะถูกถอดเสียงเนื่องจากขั้นตอนการถอดความไม่รวมถึงการตรวจสอบรหัสสำหรับ "ความถูกต้อง" ด้วย

อย่างไรก็ตามร่างกายมีกลไกการซ่อมแซมดีเอ็นเอที่แข็งแกร่งซึ่งมียีนมากกว่า 100 ยีนที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ กลไกนี้ประกอบด้วยระบบที่ซับซ้อนในการซ่อมแซมการกลายพันธุ์ของยีนในทันทีหรือการแทนที่ลำดับเบสของนิวเคลียสที่เสียหายหรืออื่น ๆ ที่จะลดผลกระทบหากความเป็นไปได้ทั้งสองในอดีตถูกกำจัดออกไป

ความจริงที่ว่าการถอดเสียงเกิดขึ้นโดยไม่มีการทดสอบยีนก่อนหน้านี้ทำให้เกิดความเสี่ยงที่การถอดความสามารถเกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของไวรัสหากไวรัสฉีดดีเอ็นเอของตัวเองเข้าไปในเซลล์โฮสต์และทำให้เซลล์โฮสต์สร้างจีโนม ของไวรัสหรือบางส่วนของไวรัสโดยการจำลองแบบหรือการถอดความ สิ่งเหล่านี้สามารถกระตุ้นความเจ็บป่วยที่เกี่ยวข้องได้ โดยหลักการแล้วสิ่งนี้ใช้ได้กับไวรัสทุกประเภท