Faiga o le Fa'aliliuina i le Biology Molecular
O le fa'aliliuina o tusitusiga o se faiga fa'avae i le biology molecular e feso'ota'i ai fa'amatalaga tau kenera i le DNA ma le gaosiga o mole mole RNA. E ala i le fa'aliliuina o tusitusiga, o le fa'asologa o nucleotide i le DNA e "fa'aliliuina" i le RNA, lea e mafai ona galue o se avefe'au RNA (mRNA) mo le fa'aputuina o porotini, po'o isi RNA fa'atino e pei o le rRNA ma le tRNA. O lenei faiga o se vaega taua o le talitonuga autu o le biology: DNA → RNA → Porotini. E ui atonu e foliga faigofie, o le fa'aliliuina o tusitusiga e aofia ai se fa'asologa o la'asaga fa'atulagaina, enzymes eseese, ma le fa'atonutonuina lelei ina ia mafai e sela ona fa'aalia ni kenera e pei ona mana'omia.
Manatu autū o le tusitusiga
I le fa'aliliuga, e na'o le tasi le manoa o le DNA e fa'aaogaina o se manoa fa'ata'ita'i. E faitauina e le enzyme RNA polymerase le manoa fa'ata'ita'i mai le 3' i le 5' ma fa'aputuina se RNA fou i le itu e 5' i le 3'. O le fa'asologa o le RNA e maua mai ai e fa'aopoopo i le manoa fa'ata'ita'i o le DNA, fa'atasi ai ma se eseesega taua: E fa'aaoga e le RNA le base uracil (U) nai lo le thymine (T). O lea la, afai e iai le A i le DNA, o le U o le pea autu i le RNA, ma afai e iai le C, o le G o le pea autu (ma le fa'afeagai).
E mafai ona tupu le fa'aliliuga i ituaiga eseese o kene. O kene e fa'ailoa mai porotini e gaosia ai le mRNA, ae o isi kene e mafai ona gaosia le RNA e le fa'ailoa mai e le fa'aliliuina i porotini ae e iai ana galuega fa'atulagaina ma fa'atonutonu, e pei o le rRNA (poloka fau fale o ribosomal), tRNA (ave'ese amino acid), snRNA (splicing), ma ituaiga eseese o miRNA/lncRNA e fa'atonutonuina ai le fa'aalia o kene.
Vaega autū ma eseesega i le va o prokaryotes ma eukaryotes
I prokaryotes (e pei o siama), e faigofie lava le faagasologa o le tusitusiga. E masani lava ona i ai se RNA polymerase autu e tasi, e fesoasoani i ai se sigma factor, e iloa ai le promoter. E le gata i lea, ona e leai se nucleus o siama, e mafai ona tupu faatasi le tusitusiga ma le faaliliuga i nofoaga tuaoi.
I se faatusatusaga, i eukaryotes (e pei o tagata soifua), e sili atu ona lavelave le transcription. E tele RNA polymerases o loʻo iai: RNA polymerase I (e faʻaliliuina nisi rRNA), RNA polymerase II (e faʻaliliuina mRNA ma nisi snRNA/miRNA), ma le RNA polymerase III (e faʻaliliuina tRNA ma 5S rRNA). E le gata i lea, o le eukaryotic DNA o loʻo afifiina i totonu o le chromatin, o lea o le mauaina o genes e manaʻomia ai ni faʻatonuga faʻaopoopo, e aofia ai le suiga o le histone, le toe faʻaleleia o le chromatin, ma le tele o mea taua o le transcription lautele ma faʻapitoa.
Laasaga 1: Amataga o le tusitusiga
O le amataga o le laasaga muamua lea e fa'apotopoto ai le masini fa'aliliuina i le nofoaga sa'o i luga o le DNA. O lenei faiga e amata i le iloaina o se promoter, o se fa'asologa fa'apitoa o le DNA i luga a'e o se gene e fuafua ai le amataga o le fa'aliliuina.
Fa'aulufalega i prokaryotes
I siama, e fesoasoani sigma factors i le RNA polymerase e iloa ai elemene taua o le promoter e pei o le Pribnow box ma le 35 box. A maeʻa ona fusifusia le RNA polymerase i le promoter, ona fausia lea o se "closed complex". Ona tatala faʻaitiiti lea o le DNA i le amataga, ma fausia ai se "open complex," e mafai ai e le RNA polymerase ona amata faʻapotopotoina uluai RNA nucleotides.
Fa'aulufalega i eukaryotes
I eukaryotes, o le initiation e aofia ai le tele o porotini. I genes ua fa'aliliuina e le RNA polymerase II, o promoters e masani ona iai (e ui e le o taimi uma) elemene e pei o se TATA box. O le TATA-binding protein (TBP), o se vaega o le TFIID complex, e iloa ai le TATA box ma fa'afaigaluegaina isi transcription factors lautele (TFIIA, TFIIB, TFIIE, TFIIF, ma le TFIIH) fa'apea fo'i ma le RNA polymerase II. O lenei complex e ta'ua o le pre-initiation complex.
E taua tele le sao o le TFIIH auā e iai lana gaioiga o le helicase (DNA unwinding) ma le kinase, lea e fa'aphosphorylate ai le CTD (C-terminal domain) o le RNA polymerase II. E fesoasoani le CTD phosphorylation i le RNA polymerase II e "fa'asa'oloto" mai le promoter ma ulufale atu i le vaega elongation, a'o saunia ai fo'i se tulaga mo porotini o lo'o fa'agasoloina le RNA.
Vaega 2: Fa'alauteleina o le fa'aliliuga
A maeʻa le faʻagasologa, e gaoioi le RNA polymerase i luga o le DNA faʻataʻitaʻi ma faʻaloloa le filifili RNA. E faʻaopoopoina taʻitasi nucleotides RNA (ATP, UTP, GTP, CTP), aʻo tutupu pea faʻavae. I le taimi o le faʻaloloa, e fausia ai e le RNA polymerase se transcription bubble lea e tatala ai le DNA mo sina taimi. I tua atu o le polymerase, e tatala ai le DNA, aʻo alu ese le RNA fou mai le enzyme complex.
E iai fo'i se faiga fa'atapula'a o le fa'asa'oina o le fa'aloloa. Afai e tupu se fa'aletonu, e mafai e le RNA polymerase ona taofi ma fa'asa'o le mea sese e ala i le tipiina o le pito sese o le RNA, ona fa'aauau lea o le fa'asologa.
I eukaryotes, o le fa'aloaloa e masani ona o fa'atasi ma fa'atonuga fa'aopoopo, e pei o le taofi o le RNA polymerase II e lata ane i le promoter. O lenei taofi e taua tele mo le fa'atonutonuina fa'atasi o kene ma le saunia mo le fa'aliliuina vave pe a maua e le sela ni fa'ailo fa'apitoa.
Vaega 3: Fa'amutaina o le fa'aliliuga
O le fa'amutaina o le fa'agasologa lea o le taofia o le transcription ma le fa'asa'olotoina o le RNA ma le RNA polymerase mai le DNA.
Fa'amutaina i prokaryotes
E lua auala autū e fa'atino ai:
1. Fa'amutaina i totonu (rho-tuto'atasi): O lo'o iai i le DNA se fa'asologa e gaosia ai le RNA e tele ai le GC e fausia ai se fausaga lauulu, sosoo ai ma se fa'asologa e tele ai le U. O le lauulu e mafua ai ona taofi le RNA polymerase ma fa'avaivaia ai le fusi o le RNA-DNA ina ia tete'a ese ai le vaega faigata.
2. Fa'amutaina o le Rho-dependent: O le porotini rho (helicase) e pipii i le RNA ma agai atu i ai se'ia o'o ina o'o atu i le RNA polymerase ua taofia, ona fa'asa'oloto lea o le RNA mai le transcription complex.
Fa'amutaina i eukaryotes (RNA polymerase II)
I le tele o kene, e pasia e le RNA polymerase II se faailoilo polyadenylation (e pei o le AAUAAA i le RNA) ona vaeluaina lea e se vaega fa'agasologa. A mae'a ona vaeluaina, e mafai ona tupu le fa'amutaina e ala i se fa'ata'ita'iga "torpedo" (o se enzyme exonuclease e fa'aleagaina le RNA o totoe ma tuliloa le polymerase) po'o se fa'ata'ita'iga suiga fa'atulagaina faigata. O le fa'amutaina i le RNA polymerases I ma le III e iai se faiga ese, e sili atu ona fa'apitoa i le fa'asologa.
Fa'agasologa o le RNA i eukaryotes: mai le pre-mRNA i le mRNA matua
O se eseesega tele i le va o prokaryotes ma eukaryotes o le eukaryotic mRNA e masani ona tatau ona faʻagasolo muamua aʻo leʻi faʻaliliuina. O lenei faʻagasologa e tupu faʻatasi ma le faʻaliliuga (faʻatasi ai ma le faʻaliliuga) ma e aofia ai:
1. Fa'apipi'i o le tapuni 5': Fa'aopoopoga o le vaega 7-methylguanosine i le pito 5'. O le tapuni e puipuia ai le RNA mai le fa'aleagaina, fesoasoani i le auina atu i le cytoplasm, ma e taua tele mo le amataina o le fa'aliliuga.
2. Fa'apipi'iina: Ave'esea o intron ma fa'apipi'iina o exons e le spliceosome. O le fa'apipi'iina o isi mea e mafai ona gaosia ai le tele o isoforms o porotini mai se gene e tasi, ma fa'ateleina ai le eseesega o proteome.
3. Polyadenylation (si'usi'u poly-A): Fa'aopoopoina o se si'usi'u poly-A i le pito 3'. O lenei si'usi'u e fa'ateleina ai le mautu o le mRNA, fesoasoani i le auina atu i fafo, ma a'afia ai le lelei o le fa'aliliuga.
O le RNA e le'i fa'agasoloina (pre-mRNA) e masani lava ona le fa'aliliuina. O le faiga e pulea ai le lelei o le sela o le a taofia pe fa'aleagaina le RNA ua leaga.
Fa'atonutonuina o tusitusiga: aiseā e le o galulue uma ai kenera i taimi uma?
O le fa'aliliuga o le vaega autū lea e pulea ai le fa'aalia o kene. E fa'atonutonuina e sela po'o fea kene o lo'o galulue, le malosi o lo latou fa'aliliuina, ma le taimi e tatau ona taofi ai le fa'aliliuga. O lenei fa'atonutonu e mafai ai e sela ona tali atu i suiga o le siosiomaga, fa'ailoilo o hormones, popolega, po'o mana'oga tau atina'e.
I prokaryotes, o le fa'atonutonuina e masani ona aofia ai operons, e pei o le lac operon, lea e fa'agaoioia ai le enzyme lactose-splitting pe a iai le lactose. E mafai e mea e taofia ai ma fa'agaoioia ai le RNA polymerase ona taofia pe fa'aleleia atili ai le fa'afaigaluegaina o le RNA polymerase.
I eukaryotes, e sili atu ona lavelave le fa'atonutonuina. O elemene e pei o fa'amalosia ma fa'afilemu e mafai ona tu mamao ese mai le fa'alauiloa ae fa'aosofia ai le gaioiga fa'aliliu e ala i le gaugauina o le DNA ma fegalegaleaiga o porotini. E le gata i lea, o tulaga o le chromatin (e pei o le histone acetylation, lea e sili atu ona "tatala" ai le DNA) e fuafua ai pe mafai ona maua se gene e le masini fa'aliliu.
Fa'ato'a
O le faiga o le transcription o le fatu lea o le auala e faʻaalia ai faʻamatalaga tau kenera i totonu o le RNA, e fai ma vaeluaga mo le faʻatulagaina o porotini ma o se mole mole e faʻatinoina matafaioi faʻatonutonu ma faʻatulagaina. O lenei faiga e tupu i laʻasaga autu e tolu—faʻatomuaga, faʻaloloa, ma le faʻamutaina—faʻatasi ai ma le eseese o le lavelave i le va o prokaryotes ma eukaryotes. I eukaryotes, o le transcription e fesoʻotaʻi lelei ma le faʻagasologa o le RNA e pei o le fausiaina o le 5' cap, splicing, ma le polyadenylation. Talu ai ona o le transcription e noatia foi i tulafono faatonutonu e matua faʻatonutonuina, o le malamalama i lenei faiga e taua tele i le tele o vaega, mai genetics ma biotechnology i vailaʻau molecular, e aofia ai le malamalama i faʻamaʻi e aofia ai le faʻaletonu o le faʻaalia o kenera.
