ტრანსკრიფციის დროს გენის დნმ-თანმიმდევრობა რნმ-ის მოლეკულაზე ტრანსკრიბირდება (გადაიწერება).

საკვანძო საკითხები:

  • ტრანსკრიფცია გენის ექსპრესიის პირველი საფეხურია. იგი გულისხმობს გენის დნმ თანმიმდევრობის გადაწერას რნმ-ის მოლეკულაზე.
  • ტრანსკრიფციას წარმართავს ფერმენტი სახელად რნმ-პოლიმერაზა, რომელიც ნუკლეოტიდებს ერთმანეთთან აკავშირებს და მათგან რნმ-ის ჯაჭვს წარმოქმნის (ჯაჭვის თანმიმდევრობის ნიმუშად კი დნმ-ის მოლეკულა გამოიყენება).
  • ტრანსკრიფცია სამი საფეხურისგან შედგება: ინიციაცია, ელონგაცია და ტერმინაცია.
  • ეუკარიოტებში რნმ-ის მოლეკულები ტრანსკრიფციის მერე კიდევ უნდა დამუშავდეს: ისინი განიცდიან სპლაისინგს, ბოლოებზე კი 5' კეპი და პოლი-ა კუდი ემატებათ.
  • თქვენს გენომში არსებული თითოეული გენის ტრანსკრიფცია ინდივიდუალურად რეგულირდება.

შესავალი

ოდესმე რამე ხომ გადაგიწერიათ? შეიძლება ვინმემ ხმოვანი შეტყობინება დაგიტოვათ და მოგიწიათ, ფურცელზე ამოგეწერათ იგი. ან შეიძლება, გაკვეთილზე ჩაიწერეთ რამე და მერე უფრო ლამაზად გადაწერეთ სხვაგან, შემდეგისთვის, გასამეორებლად.
ტრანსკრიფცია გადაწერას ნიშნავს, როგორც ამ მაგალითებიდან ვხედავთ - ინფორმაციის გადაწერას. ტრანსკრიფცია ჩვენც გვიწევს ყოველდღიურ ცხოვრებაში და ჩვენს უჯრედებსაც, თუმცა მათ შემთხვევაში ეს პროცესი უფრო სპეციალიზებული და ვიწრო მნიშვნელობისაა. ბიოლოგიაში ტრანსკრიფცია ეწოდება გენის დნმ-ის თანმიმდევრობის გადაწერას რნმ-ზე, იმავე "ანბანის" გამოყენებით.

ტრანკრიფციის მიმოხილვა

ტრანსკრიფცია გენის ექსპრესიის პირველი ნაბიჯია, რომლის დროსაც გენში არსებული ინფორმაცია გამოიყენება ფუნქციური პროდუქტის — ცილის შესაქმნელად. ტრანსკრიფციის მიზანია, რომ გენის დნმ-ს თანმიმდევრობის რნმ ასლი შექმნას. ცილისმაკოდირებელი გენის რნმ ასლი, ანუ, ტრანსკრიპტი, შეიცავს პოლიპეპტიდის (ცილა ან ცილის სუბერთეული) ასაშენებლად საჭირო ინფორმაციას. ეუკარიოტულმა ტრანსკრიპტებმა გარკვეული გარდაქმნები უნდა გაიაროს, ცილებად ტრანსლაციამდე.

რნმ-პოლიმერაზა

ტრანსკრიფციის მთავარი ფერმენტი რნმ-პოლიმერაზაა, რომელიც დნმ-ის ერთ ჯაჭვს იყენებს მასზე რნმ-ის კომპლემენტარული ჯაჭვის ასაწყობად. უფრო კონკრეტულად, რნმ-პოლიმერაზა რნმ-ის ჯაჭვს 5'-დან 3' მიმართულებით აწყობს და ყოველ ახალ ნუკლეოტიდს ჯაჭვის 3' ბოლოზე ამატებს.

ტრანსკრიფციის ეტაპები

გენის ტრანსკრიფცია სამი საფეხურისგან შედგება: ინიციაცია, ელონგაცია და ტერმინაცია. ამ სტატიაში მოკლედ განვიხილავთ, როგორ მიმდინარეობს ეს ნაბიჯები ბაქტერიებში. თითოეულ საფეხურზე მეტის გასაგებად (და ეუკარიოტული ტრანსკრიფციის განსხვავებების გასაცნობად) იხილეთ სტატია ტრანსკრიფციის საფეხურები.
  1. ინიციაცია. რნმ-პოლიმერაზა უკავშრდება დნმ-ის სპეციალურ თანმიმდევრობას, პრომოტორს, რომელიც გენის წინ მდებარეობს. თითოეულ გენს (ან გენთა ჯგუფს, რომელიც ერთად ტრანსკრიბირდება ბაქტერიებში) თავისი პრომოტორი აქვს. დაკავშირების შემდეგ რნმ-პოლიმერაზა ხლეჩს ორმაგ სპირალს, რათა გამოაცალკევოს დნმ-ის ერთი, მატრიცა ჯაჭვი ტრანსკრიფციისთვის.
  2. ელონგაცია. დნმ-ის ერთი ჯაჭვი მატრიცაა და მას რნმ-პოლიმერაზა ნიმუშად იყენებს. ეს ფერმენტი მატრიცა ჯაჭვს ნაბიჯ-ნაბიჯ "კითხულობს", თითო ჯერზე ერთ ნუკლეოტიდს და კომპლემენტარული ნუკლეოტიდებისგან რნმ-ის მოლეკულას აწყობს, 5'-დან 3' მიმართულებით. რნმ-ტრანსკრიპტის თანმიმდევრობა იგივეა, რაც დნმ-ის არა-მატრიცა (მაკოდირებელი) ჯაჭვისა, მაგრამ მასში თიმინის (თ) ფუძეების ნაცვლად ურაცილებია (უ).
  3. ტერმინაცია. არსებობს სპეციალური თანმიმდევრობები, ე.წ. ტერმინატორები, რომლებიც რნმ-პოლიმერაზას ანიშნებენ, რომ რნმ-ტრანსკრიპტი დასრულებულია. ამ თანმიმდევრობის ტრანსკრიფციის შემდეგ ფერმენტი რნმ-ის მოლეკულას ათავისუფლებს. ტერმინაციის ერთ-ერთი მექანიზმი, რნმ-ის სარჭის წარმოქმნა, ქვედა სურათზეა წარმოდგენილი.

ეუკარიოტული დნმ-ის გარდაქმნები

ბაქტერიებში რნმ-ტრანსკრიპტები აწყობისთანავე ინფორმაციული რნმ-ის (ი-რნმ) როლს ასრულებენ. ეუკარიოტებში კი ცილის მაკოდირებელი გენის ტრანსკრიპტს პრე ი-რნმ ჰქვია და სანამ ტრანსლაციაში ჩაერთვებოდეს, დამატებით უნდა გადამუშავდეს.
  • მოდიფიცირდება ეუკარიოტული პრე-ი-რნმ-ის ბოლოები, კერძოდ მას ემატება 5'-კეპი (თავში) და 3' პოლი-ა კუდი (ბოლოში).
  • მრავალი ეუკარიოტული პრე-ი-რნმ სპლაისინგსაც განიცდის. ამ პროცესში პრე-ი-რნმ-ის განსაზღვრული ნაწილები (ე.წ. ინტრონები) ამოიჭრება და დარჩენილი უბნები (ეგზონები) ერთმანეთს გადაებმევა.
ეს საბოლოო გარდაქმნები ზრდის ი-რნმ-ის სტაბილურობას, სპლაისინგით კი სასურველი, სწორი თანმიმდევრობა მიიღება (ინტრონები რომ არ ამოიჭრას, ეგზონებთან ერთად ტრანსილირდება და აბდაუბდა პოლიპეპტიდს მივიღებთ).
მეტის გასაგებად პრე-ირნმ-ის გარდაქმნებზე ეუკარიოტებში, გაეცაით სტატიას პრე-ი-რნმ-ის გადამუშავება.

თითოეული გენი ცალ-ცალკე ტრანსკრიბირდება

ყველა გენი ყოველთვის არ ტრანსკრიბირდება. თითოეული მათგანის ტრანსკრიფცია ცალ-ცალკე, ინდივიდუალურად რეგულირდება (ბაქტერიებში - გენთა მცირე ჯგუფისა ერთად). უჯრედები დიდი სიზუსტით აკონტროლებენ ტრანსკრიფციას და მხოლოდ იმ გენებს გადაწერენ, რომელთა პროდუქტებიც იმ მომენტში სჭირდებათ.
მაგალითად, ქვედა დიაგრამაზე წარმოდგენილია თეორიული უჯრედის რნმ-მოლეკულები ერთ რომელიმე მომენტში. ამ უჯრედში 1-ლი, მე-2 და მე-3 გენები ტრანსკრიბირდება, მე-4 კი - არა. ამასთანავე, სხვადასხვაა ამ სამი გენის ტრანსკრიფციის ხარისხი, ანუ მათი რნმ-ტრანსკრიპტები, განსხვავებული რაოდენობით წარმოიქმნება.
შემდეგ სტატიებში უფრო დეტალურად განვიხილავთ რნმ-პოლიმერაზას, ტრანსკრიფციის სტადიებსა და რნმ-ის გარდაქმნის პროცესს ეუკარიოტებში. ასევე განვიხილავთ ბაქტერიული და ეუკარიოტული ტრანსკრიფციის მნიშვნელოვან განსხვავებებსაც.
იტვირთება