7.4 : Transcription

Транскрипция — это синтез РНК из последовательности ДНК с помощью РНК-полимеразы. Это первый шаг в производстве белка из последовательности генов. Кроме того, многие другие белки и регуляторные последовательности участвуют в правильном синтезе матричной РНК (мРНК). Транскрипционная регуляция отвечает за дифференцировку различных типов клеток и часто за надлежащую клеточную реакцию на сигналы окружающей среды.

Транскрипция может производить различные виды молекул РНК

У эукариот ДНК сначала транскрибируется в пре-мРНК, которая в дальнейшем может быть переработана в зрелую мРНК, чтобы служить матрицей для синтеза белков. Однако у прокариот трансляция РНК в полипептиды может начаться в то время, когда транскрипция еще продолжается. Транскрипция также может производить различные виды молекул РНК, которые не кодируют белок, такие как микроРНК (микроРНК), транспортная РНК (тРНК) и рибосомная РНК (рРНК) — все они влияют на синтез белка.

Регулирование транскрипции занимает центральное место в развитии

За редким исключением, все клетки человеческого организма имеют одну и ту же генетическую информацию, но разные типы клеток по-разному регулируют транскрипцию во время развития. В частности, транскрипционная регуляция играет центральную роль в клеточной дифференцировке — процессе производства специализированных клеток, таких как мышечные клетки, из менее специализированных клеток-предшественников. Некоторые гены в клетках-предшественниках должны быть включены, а другие выключены для производства специализированных клеток.

Этот процесс клеточной дифференцировки управляется ДНК-связывающими белками, называемыми транскрипционными факторами, которые контролируют уровень транскрипции генов. Например, во время раннего развития позвоночных клетки в слое эктодермы развивающегося эмбриона получают несколько индукционных сигналов от белков, таких как BMP, WNT и SHH. Эти сигналы активируют факторы транскрипции, которые включают или выключают множество генов. Таким образом, транскрипционная регуляция определяет, становятся ли клетки эктодермы клетками кожи или клетками нервной системы.