A megindítás, inicializálás az első lépés, tehát a fordítás, átírás és replikáció előkészítése. Ezek a fázisok együttesen lényegében gén expresszióhoz vezetnek. A beindítás szerepet játszik a patofiziológiában olyan betegségekkel, mint a rák.
Mi az iniciáció?
A transzláció során a másolt genetikai információ az élő organizmusok sejtjeiben a fehérjék szintéziséhez vezet. Ezzel szemben a transzkripció az RNS szintézise, DNS mint templát felhasználásával, amelyből az RNS jön létre.
A transzkripcióhoz hasonlóan a transzkripció, mint a transzláció, nélkülözhetetlen része a gén expressziójának. A genetikában a replikáció a DNS másolatok előállítása. Az említett folyamatok mindegyike több szakaszból áll. A replikáció, valamint a transzláció és az átírás első fázisa a beindítás. Az inicializálás a génexpresszió minden alkotóeleme kezdő folyamata. A kezdeményezést rendszerint egy ún. Iniciáció előtti komplex létrehozása előzi meg.
A transzkripció, transzláció és replikáció iniciációi szekvenciájuk jellegében és céljában különböznek. Ezenkívül az iniciáció fázisa különbözik az életformától, ezért az eukariótákban és a prokariótákban eltérő.
Funkció és feladat
Egy előiniciációs komplex képződik a fordítás megkezdéséhez. Ez a komplex a riboszóma úgynevezett 40S alegységéből és a tRNAMet iniciátorból áll. Ide tartozik a GTP és az iniciációs tényezők. Ezen elemek kombinációja felismeri az érett mRNS-t az 5 'végén, megkötheti és megvizsgálhatja egy későbbi elemzési lépésben az 5' → 3 'irányból.
Ezek a folyamatok mindaddig zajlanak, amíg a vizsgált komplex fel nem ismeri az úgynevezett start kodont vagy AUG-t. Miután felismerte ezt a kodont, a 60S riboszómális alegység kötődik hozzá, és az iniciációs faktorokat feloldja. Csak akkor történhet meg az mRNS transzláció a transzláció értelmében.
Az összes eukariótában a transzkripció gén expresszív lépése egy különféle transzkripciós faktorból álló preiniciációs komplextől is függ. A komplexumban olyan tényezők vesznek részt, mint a TFIIA, TFIID, TFIIB és TFIIF.
A DNS-templátot az RNS-polimeráz katalitikus központjába tápláljuk, hogy megkönnyítsük az első foszfodiészter-kötés kialakulását. A tényleges átírást csak ezen a részleges lépésben indítják el. A replikáció iniciációs fázisában a DNS replikációját ismét kiváltja a DNS kettős spiráljának megszakítása. Ez a felbomlás a DNS egy bizonyos pontján megtörténik, és Helicase segítségével valósul meg.
A primázzal történő jelölés után a törött DNS-en egy polimeráz található és felhalmozódik. A replikáció kezdetén a spirális DNS rendezetlen, kör alakú vagy lineáris elrendezésben van jelen a sejtben, és szintén el van csavart. A replikációhoz az eukarióta DNS-t először meg kell csavarni, ami a DNS kettős szálának fokozatos csavarodásához vezet. A replikáció megindításakor a DNS-szálak lehasadására is sor kerül.
A replikációs szakasz megindításához az úgynevezett replikációs origóra van szükség, amelytől a kezdőpont függ. Ennél a forrásnál az egyes szálak bázisai közötti hidrogénkötés megszakad a beindítás során. A szálak kinyitása után alapozásra kerül sor. Egy darab RNS-t, amelyet primernek is nevezünk, RNA-polimeráz primáz alkalmazásával rögzítjük a szabad egyszálú szálakhoz.
Ez a komplex megfelel a primoszómának, és a DNS polimeráz felhasználja "kiindulási segédanyagként". Amikor a DNS-polimeráz megkezdi a DNS második szálának szintetizálását, akkor végigmegy a terminációig. Így a replikáció minden szabályozása a beindítási szakaszban zajlik.
Betegségek és betegségek
A patofiziológiában az iniciáció kifejezés szerepet játszik, különösen a rákos sejtek kapcsán. A rosszindulatú folyamatok megindulása alapvetően a káros és mutogén hatásoknak való kitettség eredménye. A karcinogenezis genetikai mechanizmusai közé tartozik a pontmutáció, amplifikáció, deléció és a kromoszóma átrendeződése.
Ebben az összefüggésben a pontmutáció a génmutáció egy változata, amelyben a DNS-ben egy specifikus nukleotid cseréje, hozzáadása vagy helyettesítése történik. A pontmutációk tehát szubsztitúciók, átmenetek és transzverziók, inszerciók vagy deléciók lehetnek. A pontmutáció változásokhoz vezet a fehérje szintézis géntermékében.
Az amplifikáció során egy sejt- vagy molekuláris genetikai folyamat zajlik a nukleinsav replikálására, ami rák esetén karcinogenezishez vezet. A deléciók viszont a DNS-szakaszok veszteségének felelnek meg, amely megegyezik az egyes bázisok vagy nagyobb bázisszekvenciák veszteségével a teljes kromoszóma-szakaszok értelmében. Ha csak az egyes bázisokat érinti, a deléció általában egy pontmutáció részeként történik. Ha egy teljes kromoszóma delécióval megváltozik, akkor ezt kromoszóma-rendellenességnek nevezik.
A karcinogenezis szempontjából az említett folyamatokat kutatás útján vizsgálják meg, hogy szerepet játszanak-e a rosszindulatú sejtek kialakulásában. E kutatási erőfeszítések célja különféle intézkedések kidolgozása a rák megelőzésére. A karcinogenezis kapcsán az iniciáció jelenti az első lépést, és összefoglalja azt a mutációt, amelyen egy sejt karcinogén következtében megy keresztül. Elméletileg ez a mutáció DNS-javítással kiküszöbölhető, vagy apoptózissal (sejthalál) kikapcsolható.
Különösen az idősebb betegekben azonban a DNS-javító mechanizmusok már nem elég erősek a mutáció kiküszöbölésére. A rákkeltő mutáció tehát visszafordíthatatlan. Egy ilyen mutáció mindig a karcinogenezis génjét érinti, amely szabályozza a sejtciklusot és a sejtosztódást. A karcinogének olyan genotoxikus anyagok, amelyek malignus iniciációt okoznak, és szükségszerűen mutációt okoznak.
