Этапы транскрипции ДНК в РНК

ДНК или дезоксирибонуклеиновая кислота – это молекула, которая кодирует генетическую информацию. Однако ДНК не может напрямую приказать клетке производить белки. Он должен быть транскрибирован в РНК или рибонуклеиновую кислоту. РНК, в свою очередь, транслируется клеточным механизмом для образования аминокислот, которые она объединяет вместе с образованием полипептидов и белков

Обзор транскрипции

Транскрипция – это первая стадия экспрессии генов в белки. При транскрипции промежуточный продукт мРНК (информационная РНК) транскрибируется с одной из цепей молекулы ДНК. РНК называется информационной РНК, потому что она передает «сообщение» или генетическую информацию от ДНК к рибосомам, где информация используется для создания белков. РНК и ДНК используют комплементарное кодирование, когда пары оснований совпадают, подобно тому, как цепи ДНК связываются, образуя двойную спираль.

Одно различие между ДНК и РНК заключается в том, что РНК использует урацил вместо тимин используется в ДНК. РНК-полимераза опосредует производство цепи РНК, которая дополняет цепь ДНК. РНК синтезируется в направлении 5 ‘-> 3’ (как видно из растущего транскрипта РНК). Существует несколько механизмов проверки транскрипции, но их не так много, как для репликации ДНК. Иногда возникают ошибки кодирования.

Различия в транскрипции

Существуют значительные различия в процессе транскрипции у прокариот и эукариот.

• У прокариот (бактерий) транскрипция происходит в цитоплазме. Трансляция мРНК в белки также происходит в цитоплазме. У эукариот транскрипция происходит в ядре клетки. Затем мРНК перемещается в цитоплазму для трансляции.
• ДНК прокариот гораздо более доступна для РНК-полимеразы, чем ДНК эукариот. Эукариотическая ДНК обернута вокруг белков, называемых гистонами, с образованием структур, называемых нуклеосомами. Эукариотическая ДНК упакована с образованием хроматина. В то время как РНК-полимераза напрямую взаимодействует с прокариотической ДНК, другие белки опосредуют взаимодействие между РНК-полимеразой и ДНК у эукариот.
• мРНК, образующаяся в результате транскрипции, не модифицируется в прокариотических клетках. Эукариотические клетки модифицируют мРНК путем сплайсинга РНК, кэпирования 5 ‘концов и добавления хвоста полиА.

Этапы транскрипции

Транскрипцию можно разбить на пять этапов: пре-инициация, инициация, клиренс промотора, удлинение и окончание:

01

из 05

Предварительная инициализация

Первый шаг транскрипции называется пре-инициацией. РНК-полимераза и кофакторы (общие факторы транскрипции) связываются с ДНК и раскручивают ее, создавая инициирующий пузырь. По внешнему виду он похож на то, что вы получаете, когда разматываете пряжи из многослойной пряжи. Это пространство предоставляет РНК-полимеразе доступ к одной цепи молекулы ДНК. Одновременно отображается примерно 14 пар оснований.

02

из 05

Инициирование

Инициирование транскрипции у бактерий начинается со связывания РНК-полимеразы с промотором в ДНК. Инициация транскрипции более сложна у эукариот, где группа белков, называемых факторами транскрипции, опосредует связывание РНК-полимеразы и инициацию транскрипции.

03

из 05

Допуск промоутера

Следующий шаг транскрипции называется клиренсом промотора или ускользанием промотора. РНК-полимераза должна очистить промотор после синтеза первой связи. Промотор представляет собой последовательность ДНК, которая сигнализирует о том, какая цепь ДНК транскрибируется и в каком направлении идет транскрипция. Необходимо синтезировать примерно 23 нуклеотида, прежде чем РНК-полимераза потеряет способность ускользать и преждевременно высвобождать транскрипт РНК.

04

из 05

Удлинение

Одна нить ДНК служит шаблоном для синтеза РНК, но может произойти несколько циклов транскрипции, так что можно произвести множество копий гена.

05

из 05

Прекращение действия

Прекращение – последний этап транскрипции. Терминация приводит к высвобождению вновь синтезированной мРНК из комплекса элонгации. У эукариот прекращение транскрипции включает расщепление транскрипта с последующим процессом, называемым полиаденилированием. При полиаденилировании ряд остатков аденина или поли (A) хвоста добавляется к новому 3′-концу цепи матричной РНК..

Источники

• Уотсон Д.Д., Бейкер Т.А., Белл С.П., Ганн А.А., Левин М., Лосик Р.М. (2013). Молекулярная биология гена (7-е изд.). Пирсон.
• Роберт Дж. Родер (1991). «Сложности инициации эукариотической транскрипции: регуляция сборки преинициационного комплекса». Тенденции в биохимических науках . 16: 402–408. DOI: 10.1016/0968-0004 (91) 90164-Q
• Юкихара; и другие. (1985). «Эукариотическая транскрипция: резюме исследований и экспериментальных методов». Журнал молекулярной биологии . 14 (21): 56–79.