TRANSKRYPCJA : Proces przepisania informacji genetycznej z DNA (jako głównego nośnika info. genetycznej) na RNA
W wyniku powstaje wierna kopia informacji genetycznej przepisywana na mRNA .
Powstałe mRNA jest wykorzystywane do biosyntezy białek (wytworzenie mRNA to główny czynnik tego procesu) .
Tworzy się tą kopię bo :
- DNA nie może być wykorzystywane bezpośrednio jako że jest oryginalną, jedyną wersją genu i nie może być zniszczony
- DNA jest obecny w jądrze kom i nie opuszcza go . Biosynteza białka odbywa się w cytoplazmie → musi być wytworzony przenośnik info. pomiędzy DNA a rybosomami które biorą udział w procesie biosyntezy białka
TRANSKRYPCJA może zachodzić w każdej żywej komórce bez względu na to czy ulega podziałom ; ponieważ każda komórka wytwarza białka.
Przebieg procesu :
U PROKARIOTA :
INICJACJA
Pomiędzy nici DNA wnika polimeraza RNA (enzym katalizujący)
Przed wniknięciem odnajduje PROMOTOR ( sekwencja kilkunastu nukleotydów które wskazują miejsce rozpoczęcia transkrypcji)
Oprócz promotora wyszukuje kasety : PRIBNOWA i 35 . – krótkie odcinki DNA poprzedzające promotory
Jeżeli nie ma kaset polimeraza skanuje dalej
W momencie odnalezienia → rozplatanie wiązań wodorowych pomiędzy nićmi DNA → powstają widełki transkrypcyjne
ELONGACJA
Przebieg katalizuje polimeraza RNA . W odróżnieniu od polimerazy DNA:
- czyta od nowa
Tak jak polimeraza DNA :
- czyta w kierunku 3’-5’
- syntetyzuje w kierunku 5’-3’
Polimeraza RNA to duże białko składające się z 2 części :
- RDZENNA : odpowiada za komplementarność dobudowywanych nukleotydów (A-U …)
- KATALITYCZNA : odpowiada za tworzenie wiązań fosfodiestrowych pomiędzy nukleotydami.
Elongacja polega na dobudowywaniu nukleotydów komplementarnych .
Elongacja zakończy się w momencie odczytania jednostki transkrypcji . ( * cistronu)
JEDNOSTKA TRANSKRYPCJI : odcinek DNA który koduje 1 łańcuch polipeptydowy . Po przeczytaniu info. o budowie 1 łańcucha polipeptydowego → zakończenie czytania . Poprzedza je odczytanie sekwencji terminalnej .
TERMINACJA :
Następuje wysunięcie RNA spomiędzy nici DNA → odtwarzanie wiązań wodorowych pomiędzy nićmi kwasu DNA → powstaje gotowy transkrypt.
WARUNKI ZACHODZENIA PROCESU TRANSKRYPCJI :
Obecność enzymu katalizującego – polimerazy RNA
Konieczna jest energia (jako że jest to proces syntezy) . Pochodzi ona z trifosforanów nukleotydów.
| U PROKARIOTA | U EUKARIOTA |
|---|---|
| Inicjacja : bezpośrednio wnika polimeraza … | • Transkrypcja rozpoczyna się od uwolnienia DNA od białek : histonowych i innych towarzyszących • Polimeraza wyszukuje kasety TATA (mają zwielokrotnione sekwencje nukleotydów T i A - w odróżnieniu od kasety 35) |
| Polimeraza bez rodzajów | 3 rodzaje polimerazy RNA: • POLIMERAZA RNA 1 : transkrypcja genów z info. o budowie RNA → efektem działania jest rRNA • POLIMERAZA RNA 2 : transkrypcja genów struktury → mRNA • POLIMERAZA RNA 3 : odczytuje geny zawierające info o tRNA → tRNA |
W 1 procesie odczytywane jest kilka cistronów ; cistrony te kodują białka (zazwyczaj enzymatyczne) warunkujące przebieg całego procesu biochemicznego. Krótki czas na wytworzenie enzymów danego szlaku metabolicznego → skrócenie czasu trwania tego procesu → mówimy że powstały produkt mRNA jest POLICISTRONOWY czyli zawiera info o wielu łańcuchach polipeptydowych na 1 cząsteczce. |
Czytanie pojedynczych cistronów → mRNA jest MONOCISTRONOWY – zawiera info. o 1 łańcuchu polipeptydowym. |
| Powstałe mRNA jest produktem gotowym do dalszego wykorzystania | Powstaje pre-mRNA . Produkt ten obecny jest tylko w jądrze kom. Ponieważ jest wierną kopią DNA składa się z intronów i egzonów. Pre-mRNA zostaje wyprowadzone poza jądro do cytoplazmy i ulega obróbce postranskrypcyjnej |
| Długość półtrwania mRNA dosłownie kilka minut . Produkt bardzo krótkotrwały bo nie ma zjawiska kompartmentacji – komórka prokariotyczna jest zbyt mała aby utrzymywać dużą ilość cząsteczek mRNA | Duży obszar komórki → długość półtrwania mRNA nawet do kilku dni ( * najdłużej u erytrocytów ) |
OBRÓBKA POSTTRANSRYPCYJNA :
Wycięcie intronów
Składanie egzonów
Do końca 5’ przyłączana jest CZAPECZKA tzw. SEKWENCJA KAP .
Do końca 3’ przyłączana jest SEKWENCJA poli A .
CZAPECZKA I SEKWENCJA poli A są ochroną końcowych odcinków mRNA przed działaniem egzonukleaz.
Za czapeczką znajduje się trójka start AUG
Przed sekwencją poli A znajduje się jedna z 3 trójek terminalnych UAA , UAG, UGA .
Czy na podstawie sekwencji mRNA jesteśmy w stanie odtworzyć sekwencję DNA ?
Nie ponieważ w nici mRNA brak jest sekwencji intronowych