Βήματα μεταγραφής DNA

Η μεταγραφή είναι η βιοχημική διαδικασία μεταφοράς των πληροφοριών σε αλληλουχία DNA σε μόριο RNA. Το μόριο RNA μπορεί να είναι το τελικό προϊόν, ή στην περίπτωση του messenger RNA (mRNA), μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη διαδικασία μετάφρασης για την παραγωγή πρωτεϊνών. Το RNA Polymerase είναι ένα πρωτεϊνικό σύμπλοκο που εκτελεί την κύρια εργασία της ανάγνωσης ενός προτύπου DNA και της σύνθεσης του RNA, αλλά χρειάζονται επίσης βοηθητικές πρωτεΐνες.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Η μεταγραφή έχει τρεις μεγάλες φάσεις: Έναρξη, επιμήκυνση και τερματισμός.

Λίγο πριν από την έναρξη, η πολυμεράση RNA και οι βοηθητικές πρωτεΐνες συνδέονται με ένα μόριο DNA πριν από το σημείο έναρξης. Το DNA ξετυλίγεται για διαχωρισμό και έκθεση του κλώνου που πρόκειται να μεταγραφεί. Στη συνέχεια, το σύμπλοκο RNA πολυμεράσης συνδέεται με μια αλληλουχία προαγωγέα, η οποία καθιερώνει την έναρξη της μεταγραφής. Η πολυμεράση αρχίζει να συνθέτει έναν κλώνο RNA συμπληρωματικό προς τη μία πλευρά του κλώνου DNA, μετακινώντας το τμήμα κωδικοποιητικής αλληλουχίας του γονιδίου που μεταγράφεται.

Κατά την επιμήκυνση, ένα μόριο RNA επιμήκυνσης παράγεται από ϋΝΑ πολυμεράση καθώς διαβάζει τον κώδικα τριπλού DNA στον κλώνο του προτύπου. Η πολυμεράση θα συνεχίσει να διαβάζει το πρότυπο μέχρι να φτάσει σε μια ακολουθία που παρέχει ένα σήμα που δείχνει ότι η μεταγραφείσα περιοχή είναι στο τέλος. Μια άλλη πολυμεράση RNA μπορεί να προσκολληθεί στον προαγωγέα για να αρχίσει να συνθέτει ένα άλλο RNA πριν ολοκληρωθεί η πρώτη.

Ο τερματισμός της μεταγραφής ενεργοποιείται όταν η πολυμεράση RNA συναντά μια συγκεκριμένη αλληλουχία DNA, προκαλώντας την πολυμεράση να χάσει τη συγγένεια για το πρότυπο DNA. Σε αυτό το σημείο, η πολυμεράση RNA αποδεσμεύεται από το DNA και το μόριο RNA απελευθερώνεται για μετάφραση ή μετα-μεταγραφική επεξεργασία.

Απαιτούνται άλλες πρωτεΐνες εκτός από την πολυμεράση RNA για μεταγραφή. Αυτές οι πρωτεΐνες ονομάζονται μεταγραφικοί παράγοντες. Μπορούν να προσδεθούν στην πολυμεράση RNA, να αλληλεπιδράσουν με άλλους παράγοντες μεταγραφής, ή να συνδεθούν στο DNA άμεσα για να επηρεάσουν τη μεταγραφή. Απαιτούνται παράγοντες μεταγραφής για τη σωστή συναρμολόγηση του συμπλέγματος εκκίνησης και έχουν σημαντικές λειτουργίες στην επιμήκυνση και τον τερματισμό.

Η αποτελεσματικότητα και ο βαθμός στον οποίο λαμβάνει χώρα η μεταγραφή ρυθμίζεται από τους προαναφερθέντες παράγοντες μεταγραφής καθώς και από τις πρωτεΐνες σύνδεσης DNA. Οι καταστολείς πρωτεΐνες προσκολλώνται στο DNA για να εμποδίσουν την έναρξη, αποτρέποντας τη μεταγραφή ορισμένων γονιδίων. Άλλα μόρια μπορούν να αλληλεπιδράσουν με καταστολείς, αναγκάζοντάς τους να εγκαταλείψουν τις θέσεις δέσμευσης DNA, επιτρέποντας τη μεταγραφή να προχωρήσει.

Η διαφορετική κυτταρική οργάνωση και οι πολυπλοκότητες των ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών προκαλούν ορισμένες σημαντικές διαφορές στη μεταγραφή. Η μεταγραφή εμφανίζεται στον πυρήνα των ευκαρυωτικών και στο κυτταρόπλασμα των προκαρυωτικών (δεδομένου ότι δεν έχουν πυρήνα). Το ευκαρυωτικό mRNA τροποποιείται μετα-μεταγραφικά με ουρά πολυ-Α 3 ποδιών και καπάκι 5 ποδιών. Το ευκαρυωτικό RNA περιέχει συχνά μη πρωτεϊνικές τομές που ονομάζονται ιντρόνια, οι οποίες αφαιρούνται μετά τη μεταγραφή. Δεν γίνονται τέτοιες τροποποιήσεις στα προκαρυωτικά. Η προκαρυωτική μεταγραφή απαιτεί λιγότερες πρωτεΐνες από την ευκαρυωτική μεταγραφή.