Transkripce

Transkripcí rozumíme přepis genetické informace z DNA do mRNA. Jedná se v drtivé většině o informaci z jednoho genu, sloužící k tvorbě 1 specifické bílkoviny, kterou buňka zrovna potřebuje. Poté, co je informace přepsána, je díky mRNA přenesena na proteosyntetický aparát, kde se podle opsaného pořadí zahájí proteosyntéza.

Iniciace a přepis

Transkripce je opět enzymatický proces, tentokrát je jako enzym využívána DNA dependentní RNA-polymeráza (U eukaryot rozeznáváme typ I, II a III). Prozkoumávání řetězce má opět směr od konce 5' ke konci 3'. Rna-polymeráza hledá v DNA startovní sekvenci nukleotidů, tzv. promotor (jde o některé specifické sekvence nukleotidů, umístěných v řetězci několik desítek bází před začátkem transkripce - např. TATA [sekvence opakujících se A a T] box nebo CAT [CCAAT] box). Ke správnému navázání polymerázy je nutná přítomnost transkripčních faktorů, které jakožto další makromolekuly, vytvoří s polymerázou trojrozměrný komplex, který pak zajistí správné nasadnutí polymerázy na sekvenci, od které má být zahájena transkripce.

Ačkoli je molekula DNA dvouřetězcová, je promotor asymetrický, z čehož plyne, že dochází vždy k přepisu jen z jednoho vlákna (tzv. vlákno pracovní, negativní či antikódující), zatímco druhé vlákno pro transkripci tohoto genu význam nemá (tzv. vlákno paměťové, kódující či pozitivní). Druhé vlákno má samozřejmě zase smysl při transkripci jiných genů. Po rozpoznání promotoru a rozpojování vodíkových můstků se podle komplementarity bází k pracovnímu vláknu DNA nasyntetizuje RNA vlákno (pozor: místo T je U). Jakmile polameráza narazí na stop sekvenci v řetězci (terminátor - specifická sekvence DNA), dojde k zastavení přepisu a uvolněná RNA může putovat dále.

Obrázek 1 - Schéma transkripce

Regulace transkripce

Ačkoli mají buňky vícebuněčného organismu stejnou genetickou informaci - dochází ke tvorbě určitých specifických proteinů pouze v některých tkáních. Tvorba těchto produktů tedy musí být "zapnuta" pouze někde. Pro regulaci tvorby určitých produktů byl vyvinut mechanizmus regulace exprese. Tato regulace může být na úrovni transkripce, translace i sestřihových úprav.

Co se týče regulace transkripce u eukaryot - je ovlivněna dvěma typy molekul, které se váží na specifické úseky DNA (často několik tisíc bazí před regulovaným genem) a podílí se svojí strukturou na vzniku transkripčního komplexu s RNA polymerázou (nebo naopak znemožňují jeho vznik). Podle funkce dělíme tyto faktory na enchancery (podporují transkripci) a silencery (utlumují transkripci).

Posttranskripční úpravy

U bakterií a prokaryot obecně k žádným posttranskripčním úpravám mRNA nedochází. Zato u eukaryotních buněk je situace značně složitější. Primární transkript prochází tzv. sestřihem, kdy jsou z něj odstraněny nekódující sekvence. Lasovitým stáčením primárního transkriptu dochází k odstřižení intronů (části řetězce nekódující žádné aminokyseliny) Kódující úseky (exony) jsou pak pospojovány do finálního řetězce. Opět se zde uplatňují specifické sekvence, které označují hranice mezi introny a exony. Odstřižené introny jsou ihned odbourávány. Primární transkript je na 5' konci vybaven tzv. čepičkou vytvořenou zvláštním nukleotidem (7-methylguanosin, připojený třemi zbytky kyseliny fosforečné) a na opačném 3' konci je vybaven tzv. polyadenilovým koncem (několik set adeninových zbytků).

Obrázek 2 - Schéma sestřihu