Transcription (biology)

Tausta

Proteiinia koodaava DNA-transkriptioyksikkö voi sisältää sekä koodaavan sekvenssin , joka muunnetaan proteiiniiksi, että säätelysekvenssejä, jotka ohjaavat ja säätelevät kyseisen proteiinin synteesiä.  
Toisin kuin DNA:n replikaatiossa, transkriptiossa syntyy RNA-komplementti. Komplementissa nukleotidi tymiini (T) on korvattu urasiilillä (U).  
Vain yksi DNA:n kahdesta säikeestä toimii mallina transkriptiossa. DNA: n ei koodaava-juoste luetaan RNA-polymeraasilla 3'-päästä 5'-päähän transkription aikana (3 '→ 5').  Komplementaarinen RNA luodaan samaan aikaan vastakkaiseen suuntaan, 5 '- 3' -suunnassa. .  Tämä suuntaus johtuu siitä, että RNA-polymeraasi voi lisätä vain nukleotideja kasvavan lähetti-RNA:n  3'-päähän. Koska koonti tapahtuu vain 3'→ 5'-DNA-juosteen suunnassa, siinä ei tarvita Okazakifragmentteja, kuten DNA replikaatiossa. Samoin se poistaa tarpeen RNA-alukkeelle, jota myös tarvitaan DNA replikaatiossa.

Tärkeimmät vaiheet

Transkriptio on jaettu aloitukseen , promoottorin poistumiseen , venymiseen ja lopettamiseen .

Aloitus

Transkriptio alkaa RNA-polymeraasin sitoutumisesta yhdessä yhden tai useamman transkriptiotekijän kanssa tiettyyn DNA-sekvenssiin eli promoottoriin. .  
RNA-polymeraasi, jota avustaa yksi tai useampi transkriptiotekijä, avaa sitten noin 14 emäsparia DNA: ta muodostaakseen RNA-polymeraasipromoottorin "avoimen kompleksin".  "Avoin kompleksi" promoottorin DNA on osittain purettu ja yksijuosteinen.  Altistettua, yksisäikeistä DNA: ta kutsutaan transkriptiokuplaksi.  
RNA-polymeraasi, jota avustaa yksi tai useampi  transkriptiotekijä, valitsee sitten transkription aloituspaikan transkriptiokuplassa, sitoutuu aloitus-nukleotiditrifosfaattin, joka on komplementaarinen transkription aloituskohdan sekvenssin kanssa ja katalysoi sidoksen muodostumista, jolloin saadaan esiaste-RNA.   
Transkription aloitusta säätelevät lisäproteiinit, jotka tunnetaan aktivaattoreina ja repressoreina , ja joissakin tapauksissa niihin liittyvät koaktivaattorit tai korepressorit , jotka moduloivat transkription aloituskompleksin muodostumista ja toimintaa.

Promoottorista poisto

Kun ensimmäinen sidos syntetisoidaan, RNA-polymeraasin on poistuttava promoottorista.  Tänä aikana vapautetaan usein RNA-transkriptiota ja tuottaa typistettyjä transkripteja. .   Tätä tapahtuu kunnes syntetisoidaan RNA-tuote, jonka kynnyspituus on noin 10 nukleotidia, jolloin promoottorista poistuminen tapahtuu ja muodostuu transkription pidentymiskompleksi.

Elongaatio

RNA-synteesissä käytetään templaattina yhtä DNA-juostetta, templaattisäikeä (tai ei-koodaavaa säikettä).  Kun transkriptio etenee, RNA-polymeraasi kulkee templaattijuostetta pitkin ja käyttää emäsparin komplementaarisuutta DNA-templaatin kanssa RNA-kopion luomiseksi.
Laajentuminen sisältää myös oikolukumekanismin, joka voi korvata väärin asennetut emäkset.  Eukaryooteissa tämä voi tapahtua lyhyillä tauoilla transkription aikana, jotka sallivat sopivien RNA-muokkaustekijöiden sitoutumisen.  Nämä tauot voivat olla luontaisia RNA-polymeraasin tai kromatiinirakenteen vuoksi.

Lopetus

Transkription lopettaminen eukaryooteissa on vähemmän ymmärretty kuin bakteereissa, mutta siihen liittyy uuden transkription pilkkominen, jota seuraa adeniinien templaatista riippumaton lisäys uudessa 3'-päässään.

Inhibiittorit

Transkription estäjinä voidaan käyttää antibiotteeina esimerkiksi antibakteerisia aineita.  Eräs esimerkki tällaisesta antibakteerisesta aineesta on rifampisiini , joka estää bakteerien DNA: n transkription mRNA: ksi.

Käänteinen transkriptio

Joillakin viruksilla (kuten HIV: llä , aidsin aiheuttajalla) on kyky transkriboida RNA: ta DNA: han.  HIV: llä on RNA-genomi, joka transkriptoidaan DNA: han.  Tuloksena saatu DNA voidaan yhdistää isäntäsolun DNA-genomiin.  Pääentsyymiä, joka vastaa DNA: n synteesistä RNA-templaatista, kutsutaan käänteiskopioijaentsyymiksi .