A beavatás az első lépés, és így a transzlációra, átírásra és replikációra való felkészülés. Ezek a szakaszok együtt lényegében vezet nak nek gén kifejezés. A beavatkozás szerepet játszik a kórélettanban is olyan betegségek tekintetében, mint pl rák.
Mi a beavatás?
A beavatás az első lépés, és így a transzlációra, átírásra és replikációra való felkészülés. Ezek a szakaszok együtt lényegében vezet nak nek gén kifejezés. A fordítás magában foglalja a fehérjék az élő szervezetek sejtjein belül másolt genetikai információk segítségével. A transzkripció ezzel szemben az RNS szintézise, DNS-t használva templátként, ami RNS-t eredményez. A fordításhoz hasonlóan a transzkripció is elengedhetetlen része gén kifejezés. Belül genetika, a replikáció a DNS-másolatok előállítása. A fenti folyamatok mindegyike több fázisból áll. A replikáció, a transzláció és a transzkripció első fázisa az iniciáció. Az iniciáció tehát a génexpresszió összes komponensének kezdő folyamata. A beavatást általában úgynevezett preiniciációs komplex előállítása előzi meg. A transzkripció, a transzláció és a replikáció iniciációi folyamatuk jellegében és céljában különböznek egymástól. Ezenkívül a beavatkozás fázisa eltér az életformától, és ennek megfelelően másképpen halad az eukariótákban, mint a prokariótákban.
Funkció és feladat
A transzláció megkezdéséhez preiniciációs komplex képződik. Ez a komplex a riboszóma úgynevezett 40S alegységéből és a iniciátor tRNAMetből áll. GTP-t és iniciációs tényezőket is tartalmaz. Ezen elemek kombinációja felismeri az érett mRNS-t az 5'-végén, megkötheti és megvizsgálhatja egy további elemzési lépésben az 5'3'-irányból. Ezek a folyamatok addig zajlanak, amíg a vizsgáló komplexum fel nem ismer egy úgynevezett start kodont vagy AUG-t. E kodon felismerése után a riboszomális 60S alegység kötődik hozzá, ami az iniciációs faktorok felszabadulását okozza. Csak ezután mehet végbe az mRNS transzláció a transzláció értelmében. Valamennyi eukarióta esetében a gén-expresszív transzkripciós lépés a különböző transzkripciós faktorokból álló preinitációs komplextől is függ. A komplexumban szerepet játszó tényezők közé tartozik a TFIIA, a TFIID, a TFIIB és a TFIIF. A DNS templátot az RNS polimeráz katalitikus központjába tápláljuk, hogy megkönnyítsük a kezdeti foszfodiészter kötés kialakulását. Csak ez az allépés indítja el a tényleges átírást. A replikáció iniciációs szakaszában a DNS-amplifikációt ismét a DNS kettős spirál megszakításával váltjuk ki. Ez a törés a DNS egy meghatározott pontján történik, és helikáz segítségével valósul meg. A primázzal történő jelölés után egy polimeráz kapcsolódik a törött DNS-hez. A replikáció kezdetén a spirális DNS rendezetlen, kör alakú vagy lineáris elrendezésben van jelen a sejtben, és szintén meg van csavarodva. A replikáció érdekében az eukarióta DNS-t először meg kell csavarni, ami a DNS kettős szálak növekvő csavarodását eredményezi. A replikáció megindítása során a DNS-szálak hasítása is megtörténik. A replikációs szakasz megindításához az úgynevezett replikációs origóra van szükség, amelytől a kiindulási pont függ. Ebből az eredetből hidrogén közötti kötés bázisok az egyes szálak elkülönülnek a beavatás során. A szálak nyitását követően az alapozás megtörténik. Az RNS-fragmenst, más néven primert, RNS-polimeráz-primáz segítségével a szabad egyes szálakhoz kapcsoljuk. Ez a komplex megfelel a primoszómának, és a DNS-polimeráz „ugrásindításként” használja. Miután a DNS-polimeráz megkezdte a második DNS-szál szintézisét, az utat ér a terminációig. Így a replikáció bármilyen szabályozása az iniciációs fázisban történik.
Betegségek és rendellenességek
A patofiziológiában a beavatás fogalma elsősorban a kontextusban játszik szerepet rák sejtek. A rosszindulatú folyamatok megindulása alapvetően káros és mutanogén hatásoknak van kitéve. A karcinogenezis genetikai mechanizmusai közé tartozik a pontmutáció, az amplifikáció, a deléció és a kromoszóma átrendeződés. Ebben az összefüggésben a pontmutáció a génmutáció azon változata, amelyben a DNS-ben egy adott nukleotid cseréje, hozzáadása vagy helyettesítése történik. A pontmutációk következésképpen lehetnek szubsztitúciók, átmenetek és transzverziók, inszerciók vagy deléciók. Így a pontmutáció változásokhoz vezet a géntermékben a fehérje bioszintézisében. Az amplifikáció egy sejtes eljárást vagy molekuláris genetikai eljárást foglal magában a nukleinsav felerősítésére, amely karcinogenezis esetén karcinogenezishez vezet. A deléciók viszont a DNS-szegmensek elvesztésének felelnek meg, ami megfelelhet a szinglik veszteségének bázisok vagy nagyobb bázisszekvenciák az egész kromoszómaszegmenseket tekintve. Ha csak egyedülálló bázisok érintettek, a törlés általában pontmutációval történik. Ha egy teljes kromoszóma törléssel megváltozik, akkor a kromoszóma-rendellenesség kifejezést használják. A karcinogenezissel kapcsolatban a fenti folyamatokat kutatók vizsgálják a rosszindulatú sejtek iniciálásában betöltött szerepük szempontjából. Ezeknek a kutatási törekvéseknek a célja a különböző fejlesztés intézkedések mert rák megelőzés. Így a karcinogenezis kontextusában az iniciáció jelenti az első lépést, és összefoglalva leírja azt a mutációt, amelyen egy sejt karcinogén hatására átesik. Elméletileg ez a mutáció kiküszöbölhető DNS-javítással vagy eliminálható apoptózissal (sejthalál). Különösen idősebb betegeknél azonban a DNS-helyreállítási mechanizmusok már nem elég erősek a mutáció kiküszöbölésére. Így a rákkeltő mutáció visszafordíthatatlan. A karcinogenezisben a sejtciklust és a sejtosztódást szabályozó gént mindig befolyásolja egy ilyen mutáció. A rákkeltő anyagok olyan genotoxikus szerek, amelyek feltétel rosszindulatú iniciációt és szükségszerűen mutációt okoznak.
