שלבי תעתיק DNA

תמלול הוא התהליך הביוכימי של העברת המידע ברצף DNA למולקולת RNA. מולקולת ה- RNA יכולה להיות התוצר הסופי, או במקרה של RNA שליח (mRNA), ניתן להשתמש בה בתהליך התרגום לייצור חלבונים. RNA Polymerase הוא קומפלקס חלבונים שמבצע את העבודה העיקרית של קריאת תבנית DNA וסינתזה של RNA, אך יש צורך גם בחלבונים אביזרים.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

לתמלול שלושה שלבים עיקריים: חניכה, התארכות וסיום.

רגע לפני ההתחלה, RNA פולימראז וחלבונים אביזרים נקשרים למולקולת DNA במעלה הזרם של נקודת ההתחלה. ה- DNA לא נפרד להפריד ולחשוף את הגדיל לתעתיק. לאחר מכן, מתחם ה- RNA פולימראז נקשר לרצף מקדם, הקובע התחלת שעתוק. פולימראז מתחיל לסנתז גדיל של RNA המשלים לצד אחד של גדיל ה- DNA, ועובר לחלק הרצף המקודד של הגן שמתועתק.

במהלך התארכות, מולקולת RNA מתארכת מיוצרת על ידי פולימראז DNA כאשר היא קוראת את קוד שלישיית ה- DNA על גדיל התבנית. הפולימראז ימשיך לקרוא את התבנית עד שהיא תגיע לרצף המספק אות המציין כי האזור התעתיק נמצא בקצהו. פולימראז נוסף של RNA יכול להיצמד ליזם כדי להתחיל לסנתז RNA אחר לפני סיום הראשון.

סיום התעתיק מופעל כאשר פולימראז ה- RNA נתקל ברצף DNA מסוים, מה שגורם לפולימראז לאבד זיקה לתבנית ה- DNA. בשלב זה RNA פולימראז מתנתק מה- DNA ומולקולת ה- RNA משתחררת לתרגום או לעיבוד לאחר תמלול.

חלבונים אחרים מלבד RNA פולימראז נדרשים לשעתוק. חלבונים אלה נקראים גורמי תעתיק. הם עשויים להיקשר לפולימראז של RNA, לקיים אינטראקציה עם גורמי שעתוק אחרים או להיקשר ל- DNA ישירות כדי להשפיע על התעתיק. גורמי תמלול נדרשים להרכבה נכונה של מתחם החניכה, ויש להם תפקידים חשובים בהתארכות ובסיום.

היעילות והמידה בה מתרחש שעתוק מווסתים על ידי גורמי התעתיק הנ"ל וכן על ידי חלבונים המחייבים DNA. חלבונים מדכאים נקשרים ל- DNA כדי לחסום התחלה, ומונעים תעתיק של גנים מסוימים. מולקולות אחרות יכולות לקיים אינטראקציה עם מדכאים, ולגרום להם לעזוב את אתרי הקישור לדנ"א שלהם, ומאפשרים להמשיך בתעתיק.

ארגון התאים והמורכבות השונים של האוקריוטים והפרוקריוטים גורם להבדלים משמעותיים בתעתיק. תעתיק מתרחש בגרעין באיקריוטים ובציטופלזמה בפרוקריוטים (מכיוון שאין להם גרעין). ה- mRNA האאוקריוטי שונה לאחר תעתיק עם זנב פולי-א 3 מטר וכובע של 5 מטר. RNA אוקריוטי מכיל לעיתים קרובות קטעי קידוד שאינם חלבונים הנקראים אינטרונים, אשר מוסרים לאחר התעתיק. לא נעשים שינויים כאלה בפרוקריוטים. שעתוק פרוקריוטי דורש פחות חלבונים משעתוק איקריוטי.