Transkrypcja RNA
Transkrypcja jest procesem syntezy RNA na matrycy DNA. Rozpoczyna mechanizm ekspresji genów, który ostatecznie prowadzi do syntezy białka kodowanego przez gen. Fragment DNA przepisywany na RNA to gen. Wyróżnia się trzy kolejne etapy:
- inicjację – proces syntezy pierwszego wiązania fosfodwuestrowego przyszłego łańcucha rybonukleotydowego,
- elongację – uporządkowane dołączanie rybonukleotydów do zainicjalizowanego łańcucha,
- terminację – kontrolowane przerwanie transkrypcji i uwolnienie powstałego łańcucha RNA.
W procesie transkrypcji ważną rolę odbywa enzym polimeraza RNA. Przyłącza się on do DNA w jednym miejscu, które inicjalizuje cały mechanizm, zwanym promotorem. Promotor wyznacza początek genu i jest także miejscem w którym DNA ulega lokalnemu rozwinięciu na dwie nicie. Jedna z nich nosi nazwę nici sensownej, gdyż sekwencja RNA będzie identyczna do niej (w miejscu T będzie U). Druga nić zwana nicią matrycową stanowi matryce, do której polimeraza RNA przyłącza komplementarne rybonukleotydy z końcem 3’ powstającego RNA. Zatem transkrypcja zachodzi w kierunku 5’→3’. Miejsce pierwszej zasady azotowej syntetyzowanego RNA oznacza się jako pozycję +1 i nazywa się miejscem startu. Przesuwanie się enzymu powoduje dalsze rozplątywanie się heliksy DNA i kontynuację procesu syntezy RNA zgodnie ze strukturą nici matrycowej. Prędkość przesuwania się polimerazy wynosi około 40 zasad na sekundę. Synteza RNA kończy się w miejscu zwanym terminatorem. Fragment ten często zawiera względem siebie sekwencje komplementarne, które tworzą pętle i powodują zatrzymanie polimerazy. Niektóre terminatory wymagają dodatkowego czynnika białkowego, aby zakończyć proces. Połączone łańcuchy DNA i RNA rozdzielają się w reakcji terminacji, poczym DNA wraca to swojej pierwotnej, zwiniętej postaci, a polimeraza RNA i nowopowstałe RNA stają się wolne.
Tylko niektóre rodzaje RNA są syntetyzowane do końcowej, nie zmienianej już cząsteczki RNA. Większość ulega dalszym przekształceniom. Zmiany te nazywa się ogólnym określeniem: dojrzewanie RNA. Najczęstsze przekształcenia polegają na usunięciu nukleotydów przez endo- i egzonukleazy, dodaniu nukleotydów do końca 5’ lub 3’ łańcucha lub produktów jego rozcięcia oraz na modyfikacji określonych nukleotydów w obrębie zasady lub części cukrowcowej.