Transkrypcja to synteza RNA z sekwencji DNA przez polimerazę RNA. Jest to pierwszy krok w produkcji białka z sekwencji genu. Ponadto wiele innych białek i sekwencji regulatorowych bierze udział w prawidłowej syntezie informacyjnego RNA (mRNA). Regulacja transkrypcji jest odpowiedzialna za różnicowanie różnych typów komórek i często za prawidłową odpowiedź komórkową na sygnały środowiskowe.

Transkrypcja może wytwarzać różne rodzaje cząsteczek RNA

U eukariontów DNA jest najpierw transkrybowane na pre-mRNA, które może być dalej przetwarzane na dojrzałe mRNA, aby służyć jako matryca do syntezy białek. Jednak u prokariontów translacja RNA na polipeptydy może rozpocząć się, gdy transkrypcja nadal trwa. Transkrypcja może również wytwarzać różne rodzaje cząsteczek RNA, które nie kodują białka, takie jak mikroRNA (miRNA), transferowe RNA (tRNA) i rybosomalne RNA (rRNA) - z których wszystkie wpływają na syntezę białek.

Regulacja transkrypcji ma kluczowe znaczenie dla rozwoju

Z nielicznymi wyjątkami wszystkie komórki w ludzkim ciele mają tę samą informację genetyczną, ale różne typy komórek w różny sposób regulują transkrypcję podczas rozwoju. W szczególności regulacja transkrypcji odgrywa kluczową rolę w różnicowaniu komórkowym - procesie wytwarzania wyspecjalizowanych komórek, takich jak komórki mięśniowe, z mniej wyspecjalizowanych komórek prekursorowych. Niektóre geny w komórkach prekursorowych muszą być włączone, a inne wyłączone, aby wytworzyć wyspecjalizowane komórki.

Ten proces różnicowania komórkowego jest koordynowany przez białka wiążące DNA, zwane czynnikami transkrypcyjnymi, które kontrolują poziom transkrypcji genów. Na przykład podczas wczesnego rozwoju kręgowców komórki w warstwie ektodermy rozwijającego się zarodka otrzymują kilka sygnałów indukcyjnych z białek takich jak BMP, WNT i SHH. Sygnały te aktywują czynniki transkrypcyjne, które włączają lub wyłączają wiele genów. W ten sposób regulacja transkrypcji określa, czy komórki ektodermy stają się komórkami skóry, czy komórkami układu nerwowego.