En introduksjon til DNA-transkripsjon

En illustrasjon av RNA-polymerase II som transkriberer DNA til RNA.

selvanegra / Getty Images

DNA består av fire nukleotid baser som er paret sammen for å gi DNA sitt dobbel spiralformet form. Disse basene er: adenin (A) , guanin (G) , cytosin (C) , og tymin (T) . Adenin parer seg med tymin (PÅ) og cytosin pares med guanin (C-G) . Nukleotidbasesekvenser er genetisk kode eller instruksjoner for proteinsyntese.

Det er tre hovedtrinn i prosessen med DNA-transkripsjon:

Initiering: RNA-polymerase binder seg til DNA
DNA blir transkribert av et enzym kalt RNA-polymerase. Spesifikke nukleotidsekvenser forteller RNA-polymerase hvor den skal begynne og hvor den skal slutte. RNA-polymerase fester seg til DNA i et spesifikt område som kalles promotorregionen. DNA i promotorregionen inneholder spesifikke sekvenser som gjør at RNA-polymerase binder seg til DNA. Forlengelse
Visse enzymer kalt transkripsjonsfaktorer løsner DNA-tråden og lar RNA-polymerase transkribere bare en enkelt DNA-streng til en enkelttrådet RNA-polymer kalt messenger-RNA (mRNA). Tråden som fungerer som malen kalles antisense-strengen. Den strengen som ikke er transkribert kalles sansestrengen.
Som DNA, RNA er sammensatt av nukleotidbaser. RNA inneholder imidlertid nukleotidene adenin, guanin, cytosin og uracil (U). Når RNA-polymerase transkriberer DNA, pares guanin med cytosin (G-C) og adenin parer med uracil (TIL) . Avslutning
RNA-polymerase beveger seg langs DNAet til det når en terminatorsekvens. På det tidspunktet frigjør RNA-polymerase mRNA-polymeren og løsner fra DNA.

Transkripsjon i prokaryote og eukaryote celler

Farget transmisjonselektronmikrografi av deoksyribonukleinsyre, (DNA rosa), transkripsjon kombinert med translasjon i bakterien Escherichia coli.

Dr. Elena Kiseleva/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images

Mens transkripsjon forekommer i begge prokaryote og eukaryote celler , er prosessen mer kompleks hos eukaryoter. Hos prokaryoter, som f.eks bakterie , blir DNA-et transkribert av ett RNA-polymerasemolekyl uten hjelp av transkripsjonsfaktorer. I eukaryote celler trengs transkripsjonsfaktorer for at transkripsjon skal skje, og det er forskjellige typer RNA-polymerasemolekyler som transkriberer DNA avhengig av type gener . Gener som koder for proteiner blir transkribert av RNA-polymerase II, gener som koder for ribosomale RNA-er blir transkribert av RNA-polymerase I, og gener som koder for overførings-RNA-er, blir transkribert av RNA-polymerase III. I tillegg, organeller som for eksempel mitokondrier og kloroplaster har sine egne RNA-polymeraser som transkriberer DNA i disse cellestrukturene.

Fra transkripsjon til oversettelse

Nummer 1: Syntese av mRNA fra DNA i kjernen. 2 Det mRNA-dekoderende ribosomet ved binding av komplementære tRNA-antikodonsekvenser til mRNA-kodoner. 3-5 ribosomer syntetiserer proteiner i cytoplasmaet.

ttsz/iStock/Getty Images Plus

I oversettelse , blir meldingen kodet i mRNA omdannet til et protein. Siden proteiner er konstruert i cytoplasma av cellen må mRNA krysse kjernemembranen for å nå cytoplasmaet i eukaryote celler. En gang i cytoplasmaet, ribosomer og et annet RNA-molekyl kalt overføre RNA arbeide sammen for å oversette mRNA til et protein. Denne prosessen kalles oversettelse . Proteiner kan produseres i store mengder fordi en enkelt DNA-sekvens kan transkriberes av mange RNA-polymerasemolekyler samtidig.

Omvendt transkripsjon

DNA blir transkribert og oversatt for å produsere proteiner. Omvendt transkripsjon konverterer RNA til DNA.

ttsz/iStock/Getty Images Plus

I omvendt transkripsjon RNA brukes som mal for å produsere DNA. Enzymet revers transkriptase transkriberer RNA for å generere en enkelt tråd av komplementært DNA (cDNA). Enzymet DNA-polymerase konverterer enkelttrådet cDNA til et dobbelttrådet molekyl slik det gjør i DNA-replikasjon . Spesiell virus kjent som retrovirus bruker revers transkripsjon for å replikere deres virale genomer. Forskere bruker også revers transkriptase-prosesser for å oppdage retrovirus.

Eukaryote celler bruker også revers transkripsjon for å utvide endedelene av kromosomer kjent som telomerer. Enzymet telomerase revers transkriptase er ansvarlig for denne prosessen. Forlengelsen av telomerer produserer celler som er resistente mot apoptose , eller programmert celledød, og blikreft.Den molekylærbiologiske teknikken kjent som revers transkripsjon-polymerasekjedereaksjon (RT-PCR) brukes til å forsterke og måle RNA. Siden RT-PCR oppdager genuttrykk, kan den også brukes til å oppdage kreft og hjelpe genetisk sykdomsdiagnose.