La iniciació és el primer pas i, per tant, la preparació per a la traducció, transcripció i replicació. Junts, aquestes etapes bàsicament lead a general expressió. La iniciació també té un paper en la fisiopatologia respecte a malalties com ara càncer.
Què és la iniciació?
La iniciació és el primer pas i, per tant, la preparació per a la traducció, transcripció i replicació. Junts, aquestes etapes bàsicament lead a general expressió. La traducció implica la síntesi de proteïnes dins de les cèl·lules dels organismes vius mitjançant informació genètica copiada. La transcripció, en canvi, és la síntesi d’ARN utilitzant l’ADN com a plantilla, donant lloc a l’ARN. Igual que la traducció, la transcripció és una part essencial de general expressió. Dins genètica, la replicació és la producció de còpies d’ADN. Cadascun dels processos anteriors consta de diverses fases. La primera fase de la replicació, la traducció i la transcripció és la iniciació. Per tant, la iniciació és el procés inicial de tots els components de l’expressió gènica. Normalment, la iniciació va precedida de la producció d’un anomenat complex de preiniciació. Les iniciacions de transcripció, traducció i replicació difereixen entre elles per la naturalesa i finalitat del seu procés. A més, la fase d'iniciació difereix amb la forma de vida i, en conseqüència, procedeix de manera diferent en els eucariotes que en els procariotes.
Funció i tasca
Per iniciar la traducció, es forma un complex de preiniciació. Aquest complex consisteix en l'anomenada subunitat 40S del ribosoma i l'iniciador tRNAMet. També conté GTP i factors d'inici. La combinació d’aquests elements reconeix l’ARNm madur a l’extrem 5 ′, el pot unir i examinar en un pas d’anàlisi posterior des de la direcció 5’3 ′. Aquests processos tenen lloc fins que el complex investigador reconeix l’anomenat codó d’inici o AUG. Després del reconeixement d’aquest codó, la subunitat ribosòmica 60S s’uneix a ella, provocant l’alliberament dels factors d’inici. Només aleshores la traducció de l’ARNm pot tenir lloc en el sentit de la traducció. En tots els eucariotes, el pas expressiu del gen de la transcripció també depèn d’un complex de preiniciació format per diferents factors de transcripció. Els factors implicats en el complex inclouen TFIIA, TFIID, TFIIB i TFIIF. La plantilla d'ADN s'alimenta al centre catalític de l'ARN polimerasa per facilitar la formació d'un enllaç fosfodièster inicial. Només aquest subpàs inicia la transcripció real. En la fase d'inici de la replicació, l'amplificació de l'ADN es torna a activar trencant la doble hèlix de l'ADN. Aquesta ruptura té lloc en un punt específic de l'ADN i es realitza amb l'ajut de l'helicasa. Després de marcar-la amb primasa, una polimerasa s’uneix al DNA trencat. Al començament de la replicació, l’ADN helicoïdal està present a la cèl·lula en una disposició desordenada, circular o lineal i també es torça. Per poder ser replicat, primer s’ha de desenrotllar l’ADN eucariota, cosa que resulta en un augment de la torsió de les cadenes dobles d’ADN. Durant l'inici de la replicació, també es produeix l'escissió de les cadenes d'ADN. Per a l'inici de la fase de replicació, es requereix l'anomenat origen de replicació, del qual depèn el punt de partida. En aquest origen, hidrogen unió entre bases de les cadenes simples es separa durant la iniciació. Després de l'obertura de les cadenes, té lloc la preparació. Un fragment d'ARN, també anomenat cebador, s'uneix a les cadenes simples lliures mitjançant l'ARN polimerasa primasa. Aquest complex correspon al primosoma i és utilitzat per l'ADN polimerasa com a "salt inicial". Una vegada que l’ADN polimerasa ha començat la síntesi de la segona cadena d’ADN, funciona fins a la terminació. Per tant, qualsevol regulació de la replicació es produeix dins de la fase d'inici.
Malalties i trastorns
En fisiopatologia, el concepte d'iniciació juga un paper principalment en el context de càncer cèl · lules. L’inici de processos malignes es deu essencialment a l’exposició a influències nocives i mutanogèniques. Els mecanismes genètics de la carcinogènesi inclouen mutació puntual, amplificació, supressió i reordenament cromosòmic. En aquest context, la mutació puntual és una variant de la mutació gènica en què hi ha un intercanvi, addició o substitució d’un nucleòtid específic dins de l’ADN. Les mutacions puntuals poden ser, en conseqüència, substitucions, transicions i transversions, insercions o supressions. Per tant, la mutació puntual comporta canvis en el producte gènic en la biosíntesi de proteïnes. L’amplificació implica un procés cel·lular o un procediment genètic molecular per amplificar l’àcid nucleic, que en el cas de la carcinogènesi condueix a la carcinogènesi. Les supressions, al seu torn, corresponen a una pèrdua de segments d’ADN, que pot correspondre a la pèrdua d’un sol bases o seqüències de bases més grans en termes de segments de cromosomes sencers. Si només fos solter bases s’afecten, la supressió sol produir-se en el context d’una mutació puntual. Si s’altera un cromosoma sencer mitjançant la supressió, s’utilitza el terme aberració cromosòmica. En relació amb la carcinogènesi, els processos anteriors estan sent investigats pels investigadors pel seu paper en la iniciació de cèl·lules malignes. L'objectiu d'aquests esforços de recerca és desenvolupar diferents mesures for càncer prevenció. Així, en el context de la carcinogènesi, la iniciació representa el primer pas i, en resum, descriu la mutació que pateix una cèl·lula com a conseqüència d’un carcinogen. Teòricament, aquesta mutació es pot eliminar mitjançant la reparació de l’ADN o eliminar-la per apoptosi (mort cel·lular). No obstant això, especialment en pacients grans, els mecanismes de reparació de l’ADN ja no són prou forts per eliminar la mutació. Per tant, la mutació cancerígena és irreversible. En carcinogènesi, un gen que controla el cicle cel·lular i la divisió cel·lular sempre es veu afectat per aquesta mutació. Els cancerígens són agents genotòxics que condició iniciació maligna i causen necessàriament mutació.
