Stappen van DNA-transcriptie

Transcriptie is het biochemische proces van het overbrengen van de informatie in een DNA-sequentie naar een RNA-molecuul. Het RNA-molecuul kan het eindproduct zijn, of in het geval van boodschapper-RNA (mRNA), het kan worden gebruikt in het translatieproces om eiwitten te produceren. RNA-polymerase is een eiwitcomplex dat de belangrijkste taak vervult van het lezen van een DNA-sjabloon en het synthetiseren van RNA, maar er zijn ook aanvullende eiwitten nodig.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Transcriptie heeft drie hoofdfasen: initiatie, verlenging en beëindiging.

Vlak voor initiatie binden RNA-polymerase en accessoire-eiwitten aan een DNA-molecuul stroomopwaarts van het initiatiepunt. Het DNA wordt afgewikkeld om de te transcriberen streng te scheiden en bloot te leggen. Vervolgens bindt het RNA-polymerasecomplex aan een promotorsequentie, die de initiatie van transcriptie tot stand brengt. Polymerase begint een RNA-streng te synthetiseren die complementair is aan één kant van de DNA-streng, en gaat naar het coderende sequentiegedeelte van het gen dat wordt getranscribeerd.

Tijdens verlenging wordt een verlengend RNA-molecuul geproduceerd door DNA-polymerase terwijl het de DNA-tripletcode op de sjabloonstreng leest. Het polymerase zal de matrijs blijven lezen totdat het een sequentie bereikt die een signaal geeft dat aangeeft dat het getranscribeerde gebied op zijn einde is. Een ander RNA-polymerase kan zich aan de promotor hechten om te beginnen met het synthetiseren van een ander RNA voordat het eerste klaar is.

Beëindiging van transcriptie wordt geactiveerd wanneer het RNA-polymerase een bepaalde DNA-sequentie tegenkomt, waardoor het polymerase de affiniteit voor de DNA-template verliest. Op dit punt maakt RNA-polymerase los van het DNA en wordt het RNA-molecuul vrijgegeven voor translatie of post-transcriptionele verwerking.

Naast RNA-polymerase zijn andere eiwitten nodig voor transcriptie. Deze eiwitten worden transcriptiefactoren genoemd. Ze kunnen binden aan RNA-polymerase, een interactie aangaan met andere transcriptiefactoren of direct aan DNA binden om de transcriptie te beïnvloeden. Transcriptiefactoren zijn vereist voor een juiste assemblage van het initiatiecomplex en hebben belangrijke functies bij verlenging en beëindiging.

De efficiëntie en mate waarin transcriptie plaatsvindt, wordt gereguleerd door de bovengenoemde transcriptiefactoren evenals door DNA-bindende eiwitten. Suppressor-eiwitten hechten zich aan DNA om de initiatie te blokkeren, waardoor wordt voorkomen dat bepaalde genen worden getranscribeerd. Andere moleculen kunnen interageren met suppressors, waardoor ze hun DNA-bindingsplaatsen verlaten, waardoor transcriptie kan doorgaan.

De verschillende celorganisatie en complexiteit van eukaryoten en prokaryoten zorgen voor enkele significante verschillen in transcriptie. Transcriptie vindt plaats in de kern in eukaryoten en in het cytoplasma in prokaryoten (omdat ze geen kern hebben). Eukaryotisch mRNA wordt post-transcriptioneel gemodificeerd met een poly-A-staart van 3 voet en een kap van 5 voet. Eukaryotisch RNA bevat vaak niet-eiwitcoderende secties die introns worden genoemd en die na transcriptie worden verwijderd. Dergelijke wijzigingen worden niet aangebracht in prokaryoten. Prokaryote transcriptie vereist minder eiwitten dan eukaryote transcriptie.