Na czym polega proces transkrypcji? RNA otrzymuje informację dziedziczną

Inicjacja transkrypcji

Wydłużenie transkrypcji

Moment, w którym polimeraza RNA przechodzi od inicjacji transkrypcji do elongacji, nie jest dokładnie określony. Trzy główne zdarzenia biochemiczne charakteryzują to przejście w przypadku polimerazy RNA Escherichia coli: uwolnienie czynnika sigma, pierwsza translokacja cząsteczki enzymu wzdłuż matrycy oraz silna stabilizacja kompleksu transkrypcyjnego, który oprócz RNA polimeraza, obejmuje rosnący łańcuch RNA i transkrybowany DNA. Te same zjawiska są charakterystyczne także dla eukariotycznych polimeraz RNA. Przejściu od inicjacji do elongacji towarzyszy zerwanie wiązań pomiędzy enzymem, promotorem, czynnikami inicjacji transkrypcji, a w niektórych przypadkach przejście polimerazy RNA do stanu kompetencji elongacyjnej (np. fosforylacja domeny CTD w polimeraza RNA II). Faza elongacji kończy się po uwolnieniu rosnącego transkryptu i oddzieleniu enzymu od matrycy (terminacja).

Wydłużanie odbywa się za pomocą podstawowych współczynników wydłużania, które są niezbędne, aby proces nie został przedwcześnie zatrzymany.

Ostatnio pojawiły się dowody wskazujące, że czynniki regulacyjne mogą również regulować wydłużenie. Podczas procesu wydłużania polimeraza RNA zatrzymuje się w pewnych częściach genu. Szczególnie wyraźnie widać to przy niskich stężeniach substratów. W niektórych obszarach macierzy występują duże opóźnienia w rozwoju polimerazy RNA, tzw. przerwy obserwuje się nawet przy optymalnych stężeniach substratu. Czas trwania tych przerw można kontrolować za pomocą czynników wydłużających.

Zakończenie

Bakterie mają dwa mechanizmy terminacji transkrypcji:

mechanizm zależny od rho, w którym białko Rho (rho) destabilizuje wiązania wodorowe pomiędzy matrycą DNA a mRNA, uwalniając cząsteczkę RNA.

rho-niezależna, w której transkrypcja zatrzymuje się, gdy nowo zsyntetyzowana cząsteczka RNA tworzy pętlę łodygi, po której następuje kilka uracyli (...UUUU), co prowadzi do odłączenia cząsteczki RNA od matrycy DNA.

Terminacja transkrypcji u eukariontów jest mniej zbadana. Kończy się przecięciem RNA, po czym enzym dodaje do jego 3" końca kilka adenin (...AAAA), których liczba decyduje o stabilności danego transkryptu.

Fabryki transkrypcji

Istnieje szereg danych eksperymentalnych wskazujących, że transkrypcja zachodzi w tzw. fabrykach transkrypcji: ogromnych, według niektórych szacunków, kompleksów o masie do 10 Da, które zawierają około 8 polimeraz RNA II oraz składniki do późniejszej obróbki i splicingu, a także korekcji nowo zsyntetyzowanego transkryptu. W jądrze komórkowym następuje ciągła wymiana pomiędzy pulami rozpuszczalnej i aktywowanej polimerazy RNA. W takim kompleksie bierze udział aktywna polimeraza RNA, która z kolei jest jednostką strukturalną organizującą zagęszczenie chromatyny. Najnowsze dane wskazują, że fabryki transkrypcji istnieją nawet w przypadku braku transkrypcji, są utrwalone w komórce (nie jest jeszcze jasne, czy oddziałują z macierzą jądrową komórki, czy nie) i stanowią niezależny podprzedział jądrowy. Kompleks fabryki transkrypcji zawierający polimerazę RNA I, II lub III analizowano metodą spektrometrii mas.

Transkrypcja odwrotna

Schemat odwrotnej transkrypcji

Niektóre wirusy (takie jak HIV wywołujący AIDS) mają zdolność transkrypcji RNA na DNA. HIV ma genom RNA zintegrowany z DNA. W rezultacie DNA wirusa można połączyć z genomem komórki gospodarza. Główny enzym odpowiedzialny za syntezę DNA z RNA nazywa się odwrotną. Jedną z funkcji odwrotnej tazy jest tworzenie komplementarnego DNA (cDNA) z genomu wirusa. Powiązany enzym rybonukleaza H rozszczepia RNA, a odwrotnaza syntetyzuje cDNA z podwójnej helisy DNA. cDNA jest integrowany z genomem komórki gospodarza za pomocą integrazy. Rezultatem jest synteza białek wirusowych przez komórkę gospodarza, z której powstają nowe wirusy. W przypadku wirusa HIV programowana jest także apoptoza (śmierć komórek) limfocytów T. W innych przypadkach komórka może pozostać rozsiewaczem wirusów.

Niektóre komórki eukariotyczne zawierają enzym telomerazę, który wykazuje również aktywność odwrotnej transkrypcji. Za jego pomocą syntetyzuje się powtarzające się sekwencje w DNA. Telomeraza jest często aktywowana w komórkach nowotworowych, aby w nieskończoność powielać genom bez utraty sekwencji DNA kodującej białko.

Notatki

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co „Transkrypcja (biologia)” znajduje się w innych słownikach:

- (z łac. transkrypcja, dosł. przepisywanie), biosynteza cząsteczek RNA, wzgl. skrawki DNA; pierwszy etap implementacji genetycznej. informacji w żywych komórkach. Dokonuje się tego za pomocą enzymu polimerazy RNA zależnej od DNA, do raju najczęściej badanych... ... Biologiczny słownik encyklopedyczny

biologia- BIOLOGIA (od greckiego słowa bio życie i logos, doktryna) ogół nauk o życiu w całej różnorodności przejawów jego form, właściwości, powiązań i relacji na Ziemi. Termin ten został po raz pierwszy zaproponowany jednocześnie i niezależnie w 1802 roku... ... Encyklopedia epistemologii i filozofii nauki

Nauka o życiu, która obejmuje całą wiedzę o naturze, strukturze, funkcji i zachowaniu istot żywych. Biologia zajmuje się nie tylko wielką różnorodnością form różnych organizmów, ale także ich ewolucją, rozwojem i tymi związkami, które... ... Encyklopedia Colliera

BIOLOGIA- zespół nauk o życiu w całej różnorodności przejawów jego form, właściwości, powiązań i relacji na Ziemi. Termin ten został po raz pierwszy zaproponowany jednocześnie i niezależnie od siebie w 1802 roku przez wybitnego francuskiego naukowca J.B. Lamarck i Niemiec... ... Filozofia nauki: Słowniczek podstawowych terminów

I Transkrypcja (z łac. transkrypcja przepisywanie) pisemne odtwarzanie słów i tekstów z uwzględnieniem ich wymowy przy użyciu określonego systemu graficznego. T. może mieć charakter naukowy i praktyczny. Naukowe T. jest używane w języku...

- (z łac. transkrypcja, przepisywanie liter), biosynteza RNA na matrixie DNA; pierwszy etap implementacji genetycznej. informacja, podczas cięcia sekwencja nukleotydów DNA jest odczytywana w postaci sekwencji nukleotydów RNA (patrz Kod genetyczny)... Encyklopedia chemiczna

Pre mRNA z pętlą macierzystą. Atomy azotu w zasadach są zaznaczone na niebiesko, atomy tlenu w szkielecie fosforanowym cząsteczki na czerwono.Kwasy rybonukleinowe (RNA) to kwasy nukleinowe, polimery nukleotydów zawierające resztę kwasu ortofosforowego ... Wikipedia

Nauka, której celem jest poznanie natury zjawisk życiowych poprzez badanie obiektów i układów biologicznych na poziomie zbliżonym do poziomu molekularnego, a w niektórych przypadkach osiągającego tę granicę. Ostatecznym celem jest... ... Wielka encyklopedia radziecka

Odwrotna transkrypcja to proces wytwarzania dwuniciowego DNA z jednoniciowej matrycy RNA. Proces ten nazywa się odwrotną transkrypcją, ponieważ transfer informacji genetycznej następuje w „odwrotnej” stosunkowo… ... Wikipedii

Żądanie „Wirus” zostało przekierowane tutaj. Widzieć także inne znaczenia. ? Wirusy Rotawirus Klasyfikacja naukowa Overkingdom ... Wikipedia

Po rozszyfrowaniu kodu genetycznego pojawiło się pytanie: w jaki sposób informacja przekazywana jest z DNA do białka? Badania biochemiczne wykazały, że większość DNA w komórce jest zlokalizowana w jądrze, podczas gdy synteza białek zachodzi w cytoplazmie. To terytorialne oddzielenie syntezy DNA i białek doprowadziło do poszukiwania pośrednika. Ponieważ synteza białek odbywała się przy udziale rybosomów, zaproponowano, aby RNA pełnił rolę pośrednika. Powstał diagram ilustrujący kierunek przepływu informacji genetycznej w komórce:

DNA → RNA → białko

Nazywa się to centralnym dogmatem biologii molekularnej. F. Crick postulował, aby synteza makrocząsteczek według tego schematu przebiegała zgodnie z zasadą matrycy. Udowodnienie słuszności tego postulatu zajęło wiele lat.

Początkowo zakładano, że rolę pośrednika pełni rybosomalny RNA („jeden gen – jeden rybosom – jedno białko”). Szybko jednak okazało się, że założenie to jest nie do utrzymania. Wykazano, że podczas syntezy białek liczba rybosomów nie ulega zmianie, tj. nowy RNA nie jest syntetyzowany i dlatego nie otrzymuje się żadnych nowych informacji. Wkrótce w składzie rybosomów odkryto frakcję niestabilnego RNA, którego cząsteczki są luźno utrzymywane na rybosomie za pomocą kationów Mg. Stosując hybrydyzację molekularną wykazano, że cząsteczki tego RNA są kopiami pewnych odcinków DNA. Dostała to imię matryca, Lub informacyjny RNA. Wcześniej nazywano go także informacyjnym RNA i informacyjnym RNA. Komplementarność tych cząsteczek z pewnymi odcinkami DNA wskazuje, że zostały one zsyntetyzowane zgodnie z typem matrycy DNA.

Stopniowo wyjaśniono całą ścieżkę przekazywania informacji z DNA do białka. Składa się z dwóch etapów: transkrypcje I transmisje. Na etapie transkrypcji informacja genetyczna jest odczytywana i przenoszona z DNA na mRNA. Proces transkrypcji przebiega w trzech etapach: inicjacja, wydłużenie I zakończenie. Informacja odczytywana jest tylko z jednego łańcucha DNA (+łańcuch), gdyż na podstawie właściwości kodu genetycznego komplementarne odcinki DNA nie mogą kodować struktury tego samego białka ze względu na brak komplementarnej degeneracji kodu. Transkrypcja przeprowadzana jest przez enzym polimerazę RNA, który składa się z czterech podjednostek (ααββ”) i nie ma swoistości co do źródła DNA. Na początkowym etapie transkrypcji – inicjacji – pojawia się piąta podjednostka, tzw. współczynnik s , jest przyłączony do enzymu, który rozpoznaje określony odcinek DNA, promotor. Promotory nie ulegają transkrypcji. Są rozpoznawane przez współczynnik s na podstawie obecności w nich określonej sekwencji nukleotydowej. W promotorach bakteryjnych nazywa się to Pribnowem blokuje się i ma postać TATAAT (z niewielkimi zmianami). Do promotora przyłącza się enzym polimeraza RNA. Wzrost łańcucha mRNA następuje w jednym kierunku, szybkość transkrypcji wynosi ≈ 45-50 nukleotydów na sekundę. Na etapie inicjacji syntetyzowany jest tylko krótki łańcuch składający się z 8 nukleotydów, po czym czynnik s oddziela się od polimerazy RNA i rozpoczyna się etap wydłużania.Przedłużanie łańcucha mRNA odbywa się za pomocą białka tetramerowego. Sekcja , z której odczytywana jest informacja, znajduje się zwany transkryptonem. Kończy się terminatorem – specyficzną sekwencją nukleotydów, która pełni rolę sygnału stop. Po dotarciu do terminatora enzym polimeraza RNA przestaje działać i za pomocą białkowych czynników terminacyjnych oddziela się od matrycy.

W komórkach bakteryjnych powstałe cząsteczki mRNA mogą od razu służyć jako matryce do syntezy białek, tj. audycja. Łączą się z rybosomami, do których cząsteczki transportujące RNA (tRNA) jednocześnie dostarczają aminokwasy. Łańcuchy transferowego RNA składają się z około 70 nukleotydów. Jednoniciowa cząsteczka tRNA ma miejsca komplementarnego parowania, które zawierają centra aktywne: miejsce rozpoznawania tRNA przez enzym syntetazę tRNA, który przyłącza odpowiedni aktywowany aminokwas do tRNA; akceptor – miejsce, do którego przyłączany jest aminokwas oraz pętla antykodonowa.

Antykodon jest tripletem komplementarnym do odpowiedniego kodonu w cząsteczce mRNA. Interakcja kodon-antykodon przebiega w rodzaju komplementarnego parowania, podczas którego aminokwas jest dodawany do rosnącego łańcucha białkowego. Kodonem start w różnych mRNA jest kodon AUG, odpowiadający aminokwasowi metioninie. Dlatego tRNA z antykodonem UAC, połączonym z aktywowanym aminokwasem metioniną, jako pierwszy zbliża się do matrix. Enzymy, które aktywują aminokwasy i łączą je z tRNA, nazywane są syntetazami aminoacylo-tRNA. Wszystkie etapy biosyntezy białek (inicjacja, elongacja, terminacja) obsługiwane są przez czynniki translacji białek. Prokarioty mają po trzy na każdym etapie. Na końcu szablonu mRNA znajdują się kodony nonsensowne, które nie są odczytywane i oznaczają koniec translacji.

W genomie wielu organizmów, od bakterii po człowieka, odkryto geny i odpowiadające im tRNA, które dokonują niestandardowego odczytu kodonów. Zjawisko to nazywa się niejednoznaczność transmisji.

Pozwala uniknąć negatywnych konsekwencji błędów występujących w strukturze cząsteczek mRNA podczas transkrypcji. Zatem, gdy wewnątrz cząsteczki mRNA pojawią się kodony nonsensowne, zdolne do przedwczesnego zatrzymania procesu transkrypcji, aktywowany jest mechanizm supresji. Polega ona na tym, że w komórce pojawia się nietypowa forma tRNA z antykodonem komplementarnym do kodonu nonsensownego, który normalnie nie powinien istnieć. Jego pojawienie się jest wynikiem działania genu, który zastępuje zasadę w antykodonie tRNA, który ma skład podobny do kodonu nonsensownego. W wyniku tej zamiany kodon nonsensowny jest odczytywany jako zwykły kodon znaczący. Takie mutacje nazywane są mutacjami supresorowymi, ponieważ tłumią pierwotną mutację, która doprowadziła do powstania kodonu nonsensownego.

Życie w postaci węgla istnieje dzięki obecności cząsteczek białka. A biosynteza białek w komórce jest jedyną możliwością ekspresji genów. Aby jednak proces ten mógł zostać zrealizowany, konieczne jest uruchomienie szeregu procesów związanych z „rozpakowaniem” informacji genetycznej, poszukiwaniem pożądanego genu, jego odczytaniem i odtworzeniem. Termin „transkrypcja” w biologii odnosi się konkretnie do procesu przenoszenia informacji z genu do informacyjnego RNA. To jest początek biosyntezy, czyli bezpośredniego wdrożenia informacji genetycznej.

Przechowywanie informacji genetycznej

W komórkach organizmów żywych informacja genetyczna zlokalizowana jest w jądrze, mitochondriach, chloroplastach i plazmidach. Mitochondria i chloroplasty zawierają niewielką ilość DNA zwierzęcego i roślinnego, natomiast plazmidy bakteryjne są miejscem przechowywania genów odpowiedzialnych za szybką adaptację do warunków środowiskowych.

W ciałach wirusowych informacja dziedziczna jest również przechowywana w postaci polimerów RNA lub DNA. Ale proces jego realizacji wiąże się również z koniecznością transkrypcji. W biologii proces ten ma wyjątkowe znaczenie, ponieważ to właśnie on prowadzi do wdrożenia informacji dziedzicznej, uruchamiając biosyntezę białek.

W komórkach zwierzęcych informacja dziedziczna jest reprezentowana przez polimer DNA, który jest zwarty wewnątrz jądra. Dlatego przed syntezą białka lub odczytaniem jakiegokolwiek genu muszą przejść pewne etapy: rozwinięcie skondensowanej chromatyny i „uwolnienie” pożądanego genu, jego rozpoznanie przez cząsteczki enzymu, transkrypcja.

W biologii i chemii biologicznej etapy te były już badane. Prowadzą do syntezy białka, którego pierwotna struktura została zakodowana w jednym genie.

Wzór transkrypcji w komórkach eukariotycznych

Choć transkrypcja w biologii nie została dostatecznie zbadana, jej sekwencję tradycyjnie przedstawia się w formie diagramu. Składa się z inicjacji, elongacji i zakończenia. Oznacza to, że cały proces dzieli się na trzy zjawiska składowe.

Inicjacja to zespół procesów biologicznych i biochemicznych prowadzących do rozpoczęcia transkrypcji. Istotą wydłużania jest ciągły wzrost łańcucha molekularnego. Terminacja to zespół procesów prowadzących do zaprzestania syntezy RNA. Nawiasem mówiąc, w kontekście biosyntezy białek proces transkrypcji w biologii zwykle utożsamia się z syntezą informacyjnego RNA. Na jego podstawie zostanie później zsyntetyzowany łańcuch polipeptydowy.

Inicjacja

Inicjacja jest najmniej poznanym mechanizmem transkrypcji w biologii. Nie wiadomo, co to jest z biochemicznego punktu widzenia. Oznacza to, że specyficzne enzymy odpowiedzialne za wyzwalanie transkrypcji nie są w ogóle rozpoznawane. Nieznane są także sygnały wewnątrzkomórkowe i sposoby ich przekazywania, które wskazują na potrzebę syntezy nowego białka. Jest to podstawowe zadanie dla cytologii i biochemii.

Wydłużenie

Nie jest jeszcze możliwe rozdzielenie w czasie procesu inicjacji i elongacji ze względu na brak możliwości przeprowadzenia badań laboratoryjnych mających na celu potwierdzenie obecności określonych enzymów i czynników wyzwalających. Dlatego ta granica jest bardzo warunkowa. Istota procesu elongacji sprowadza się do wydłużania rosnącego łańcucha, syntetyzowanego na podstawie fragmentu matrycy DNA.

Uważa się, że elongacja rozpoczyna się po pierwszej translokacji polimerazy RNA i rozpoczęciu przyłączania pierwszego kadonu do miejsca startowego RNA. Podczas wydłużania kadony odczytuje się w kierunku nici 3"-5" na zdespiralizowanym odcinku DNA podzielonym na dwie nici. Jednocześnie do rosnącego łańcucha RNA dodaje się nowe nukleotydy komplementarne do matrycowego regionu DNA. W tym przypadku DNA ulega „rozszerzeniu” do szerokości 12 nukleotydów, czyli 4 kadonów.

Enzym polimeraza RNA porusza się wzdłuż rosnącego łańcucha, a „za” DNA jest odwrotnie „usieciowane” w strukturę dwuniciową z odtworzeniem wiązań wodorowych pomiędzy nukleotydami. To częściowo odpowiada na pytanie, jaki proces nazywa się transkrypcją w biologii. To właśnie elongacja jest główną fazą transkrypcji, gdyż w jej trakcie powstaje tzw. pośrednik pomiędzy syntezą genu i białka.

Zakończenie

Proces terminacji transkrypcji w komórkach eukariotycznych jest słabo poznany. Jak dotąd naukowcy ograniczyli jego istotę do zatrzymania odczytu DNA na 5-calowym końcu i dołączenia grupy zasad adeninowych do 3-calowego końca RNA. Ten ostatni proces umożliwia stabilizację struktury chemicznej powstałego RNA. Istnieją dwa rodzaje terminacji w komórkach bakteryjnych. Jest to proces zależny i niezależny od Rho.

Pierwsza zachodzi w obecności białka Rho i sprowadza się do prostego zerwania wiązań wodorowych pomiędzy regionem matrycowym DNA a syntetyzowanym RNA. Drugi, niezależny od Rho, pojawia się po pojawieniu się pętli łodygi, jeśli znajduje się za nią zestaw zasad uracylu. Ta kombinacja powoduje odłączenie RNA od matrycy DNA. Jest oczywiste, że terminacja transkrypcji jest procesem enzymatycznym, ale nie znaleziono jeszcze konkretnych biokatalizatorów do tego celu.

Transkrypcja wirusowa

Ciałka wirusowe nie mają własnego systemu biosyntezy białek i dlatego nie mogą się rozmnażać bez wykorzystania komórek. Ale wirusy mają swój własny materiał genetyczny, który należy zrealizować i zintegrować z genami zakażonych komórek. Aby to zrobić, mają wiele enzymów (lub wykorzystują systemy enzymów komórkowych), które transkrybują ich kwas nukleinowy. Oznacza to, że enzym ten na podstawie informacji genetycznej wirusa syntetyzuje analog informacyjnego RNA. Ale to wcale nie jest RNA, ale polimer DNA, komplementarny np. z ludzkimi genami.

Narusza to całkowicie tradycyjne zasady transkrypcji w biologii, co widać na przykładzie wirusa HIV. Jego odwrotny enzym enzym jest zdolny do syntezy DNA komplementarnego do ludzkiego kwasu nukleinowego z wirusowego RNA. Proces syntezy komplementarnego DNA z RNA nazywa się odwrotną transkrypcją. Taka jest biologiczna definicja procesu odpowiedzialnego za integrację dziedzicznej informacji o wirusie z ludzkim genomem.

Renowacja wanien w Kolpinie vk.com/restavraciya_vann_kolpino.

Transkrypcja. Begin - początek transkrypcji, End - koniec transkrypcji, DNA - DNA.

Transkrypcja to proces syntezy RNA z wykorzystaniem DNA jako matrycy i zachodzi we wszystkich żywych komórkach. Inaczej mówiąc, jest to transfer informacji genetycznej z DNA na RNA.

Transkrypcja jest katalizowana przez enzym polimerazę RNA zależną od DNA. Proces syntezy RNA przebiega w kierunku od końca 5” do końca 3”, czyli wzdłuż nici matrycowej DNA polimeraza RNA przemieszcza się w kierunku 3”->5”

Transkrypcja składa się z etapów inicjacji, elongacji i terminacji.

Inicjacja transkrypcji

Inicjacja transkrypcji jest procesem złożonym, zależnym od sekwencji DNA znajdującej się w pobliżu sekwencji transkrybowanej oraz od obecności lub braku różnych czynników białkowych.

Wydłużenie transkrypcji

Moment, w którym polimeraza RNA przechodzi od inicjacji transkrypcji do elongacji, nie jest dokładnie określony. Trzy główne zdarzenia biochemiczne charakteryzują to przejście w przypadku polimerazy RNA Escherichia coli: uwolnienie czynnika sigma, pierwsza translokacja cząsteczki enzymu wzdłuż matrycy oraz silna stabilizacja kompleksu transkrypcyjnego, który oprócz RNA polimeraza, obejmuje rosnący łańcuch RNA i transkrybowany DNA. Te same zjawiska są charakterystyczne także dla eukariotycznych polimeraz RNA. Przejściu od inicjacji do elongacji towarzyszy zerwanie wiązań pomiędzy enzymem, promotorem, czynnikami inicjacji transkrypcji, a w niektórych przypadkach przejście polimerazy RNA do stanu kompetencji elongacyjnej. Faza elongacji kończy się po uwolnieniu rosnącego transkryptu i oddzieleniu enzymu od matrycy.

Na etapie wydłużania około 18 par nukleotydów jest nieskręconych w DNA. Około 12 nukleotydów nici matrycowej DNA tworzy helisę hybrydową z rosnącym końcem nici RNA. Gdy polimeraza RNA przemieszcza się przez matrycę, przed nią następuje rozwinięcie podwójnej helisy DNA, a za nią następuje odbudowa podwójnej helisy DNA. Jednocześnie z kompleksu z matrycą i polimerazą RNA uwalniane jest kolejne ogniwo rosnącego łańcucha RNA. Ruchom tym musi towarzyszyć względna rotacja polimerazy RNA i DNA. Trudno sobie wyobrazić, jak mogłoby się to zdarzyć w komórce, zwłaszcza podczas transkrypcji chromatyny. Dlatego możliwe jest, że aby zapobiec takiej rotacji, poruszającej się wzdłuż DNA polimerazie RNA towarzyszą topoizomerazy.

Wydłużanie odbywa się za pomocą podstawowych współczynników wydłużania, które są niezbędne, aby proces nie został przedwcześnie zatrzymany.

Operon tryptofanowy

Transkrypcja to proces syntezyCząsteczkiRNA włączoneobszarDNA, używany jako macierz. Znaczenie transkrypcji jest transfer informacji genetycznej z DNA na RNA.

Cząsteczka DNA składa się z dwóch komplementarnych nici, podczas gdy RNA składa się tylko z jednej. Podczas transkrypcji tylko jedna z nici DNA służy jako matryca do syntezy RNA. Dzwonią do niej łańcuch semantyczny. Wyjątkiem jest DNA mitochondrialne, w którym obie nici są sensowne i zawierają różne geny. Oprócz tego, że są wyjątkiem w przypadku jądrowego DNA, niektóre geny mogą być zlokalizowane na nici nonsensownej.

Podczas transkrypcji cząsteczka RNA syntetyzowana jest w kierunku od końca 5” do końca 3” (co jest naturalne dla syntezy wszystkich kwasów nukleinowych), natomiast wzdłuż łańcucha DNA synteza przebiega w kierunku przeciwnym: 3” → 5 „.

U eukariontów każdy gen ulega osobnej transkrypcji. Wyjątkiem jest znowu mitochondrialne DNA, które ulega transkrypcji do wspólnego wielogenowego transkryptu, który następnie jest cięty. Ponieważ u prokariotów geny tworzą grupy, tworząc jeden operon, geny takie ulegają wspólnej transkrypcji. W każdym razie transkrypton zwany odcinkiem DNA składającym się z promotora, regionu podlegającego transkrypcji i terminatora.

Transkrypcja składa się z 3 etapów: inicjacja, elongacja, zakończenie.

Inicjacja transkrypcja umożliwia rozpoczęcie syntezy cząsteczki RNA. Inicjacja polega na przyłączeniu kompleksu enzymów do promotora. Główną z nich jest polimeraza RNA (w tym przypadku zależna od DNA), która z kolei składa się z kilku podjednostek białek i pełni rolę katalizatora procesu. U eukariontów na inicjację transkrypcji wpływają specjalne odcinki DNA: wzmacniacze (wzmacnianie) i wyciszanie (stłumienie), które zwykle znajdują się w pewnej odległości od samego genu. Na możliwość inicjacji transkrypcji wpływają różne czynniki białkowe.

Prokarioty mają tylko jeden typ polimerazy RNA, podczas gdy eukarioty mają trzy. Polimeraza RNA 1 służy do syntezy trzech typów rybosomalnego RNA (w sumie istnieją 4 typy rRNA). Polimeraza RNA 2 służy do syntezy pre-mRNA (prekursorowego informacyjnego RNA). Polimeraza RNA-3 syntetyzuje jeden z typów rybosomalnego RNA, transportowego i małego jądra.

Polimeraza RNA jest w stanie rozpoznać określone sekwencje nukleotydów i przyłączać się do nich. Sekwencje te są krótkie i uniwersalne dla wszystkich żywych istot.

Po związaniu się polimerazy RNA z promotorem, odcinek podwójnej helisy DNA rozwija się, a wiązania nukleotydowe pomiędzy niciami tego odcinka zostają zerwane. Rozplątanych jest około 18 par nukleotydów.

Na scenie wydłużenie sekwencyjne dodawanie następuje zgodnie z zasadą komplementarności wolnych nukleotydów do uwolnionego odcinka DNA. Polimeraza RNA łączy nukleotydy w łańcuch polirybonukleotydowy.

Podczas syntezy RNA około 12 jego nukleotydów jest komplementarnych i tymczasowo połączonych z nukleotydami DNA. Kiedy polimeraza RNA porusza się przed nią, łańcuchy DNA rozchodzą się, a za nią są „zszyte” za pomocą enzymów. Łańcuch RNA stopniowo rośnie i wychodzi z kompleksu polimerazy RNA.

Istnieją czynniki wydłużające, które zapobiegają przedwczesnemu zakończeniu transkrypcji.

Zakończenie Proces transkrypcji zachodzi w regionie terminatora, który jest rozpoznawany przez polimerazę RNA dzięki specjalnym czynnikom terminacji białka.

Wiele nukleotydów adeninowych (poli-A) jest przyłączonych do 3-calowego końca syntetyzowanej cząsteczki RNA, aby zapobiec jej enzymatycznemu rozkładowi. Jeszcze wcześniej, gdy syntetyzowano koniec 5-calowy, tzw. czapka.

W większości przypadków transkrypcja nie wytwarza gotowego RNA. Surowe RNA nadal musi przejść proces przetwarzanie, w którym następują jego zmiany modyfikacyjne i staje się on funkcjonalnie aktywny. Każdy typ RNA u eukariontów podlega własnym modyfikacjom. Tworzenie poli-A i czapki jest również często określane jako przetwarzanie.