Транскрипція (в біології)

Транскр і пція в біології, який наразі триває в живих клітинах біосинтез рибонуклеїнової кислоти (РНК) на матриці - дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Т. - один з фундаментальних біологічних процесів, перший етап реалізації генетичної інформації, записаної в ДНК у вигляді лінійної послідовності 4 типів мономерних ланок - нуклеотидів (Див. генетичний код ). Т. здійснюється спеціальними ферментами - ДНК залежними РНК-полімерами. В результаті Т. утворюється полімерний ланцюг РНК (також складається з нуклеотидів), послідовність мономірних ланок якої повторює послідовність мономірних ланок одного з двох комплементарних ланцюгів копійованої ділянки ДНК. Продуктом Т. є 4 типи РНК, що виконують різні функції: 1) інформаційні, або матричні, РНК, що виконують роль матриць при синтезі білка рибосомами ( трансляція ); 2) рибосомальні РНК, які є структурними компонентами рибосом ; 3) транспортні РНК, які є основними елементами, що здійснюють при синтезі білка перекодування інформації, що містяться в інформаційній РНК, з мови нуклеотидів на мову амінокислот; 4) РНК, які відіграють роль затравки реплікації ДНК. Т. ДНК відбувається окремими ділянками, в які входить один або кілька генів (див., Наприклад, оперон ). Фермент РНК-полімераза «дізнається» початок такої ділянки (промотор), приєднується до нього, розплітає подвійну спіраль ДНК і копіює, починаючи з цього місця, одну з її ланцюгів, переміщаючись уздовж ДНК і послідовно приєднуючи мономерні ланки - нуклеотиди - до утворюється РНК в відповідно до принципу комплементарності . У міру руху РНК-полімерази зростаюча ланцюг РНК відходить від матриці і подвійна спіраль ДНК позаду ферменту відновлюється (рис.). Коли РНК-полімераза досягає кінця копійованої ділянки (термінатора), РНК відділяється від матриці. Число копій різних ділянок ДНК залежить від потреби клітин в відповідних білках і може змінюватися в залежності від умов середовища або в ході розвитку організму. Механізм регуляції Т. добре вивчений у бактерій; вивчення регуляції Т. у вищих організмів - одна з найважливіших задач молекулярної біології .

Перенесення інформації можливий не тільки з ДНК на РНК, але і в зворотному напрямку - з РНК на ДНК. Подібна зворотна Т. відбувається у РНК-містять опухолеродних вірусів . У їх складі виявлений фермент, який після зараження клітин використовує вірусну РНК як матрицю для синтезу комплементарної нитки ДНК. В результаті утворюється двунітевой РНК-ДНК гібрид, який використовується для синтезу другої нитки ДНК, комплементарної першої. Виникає двуспіральная ДНК, що несе всю інформацію вихідної РНК, може вбудовуватися в хромосоми клітки, ураженої вірусом, і викликати її злоякісне переродження. Відкриття зворотного Т. послужило вагомим підтвердженням вірусно-генетичної теорії раку, висунутої радянським вченим Л. А. Зільбером . Зворотній Т., можливо, грає важливу роль в системах реалізації і накопичення інформації в нормальних клітинах, наприклад при ембріональному розвитку.

Фермент, що здійснює зворотну Т. РНК залежна ДНК-полімераза (зворотна транскриптаза, ревертаза), подібний за властивостями ДНК залежним ДНК-полімеразам і значно відрізняється від ДНК залежних РНК-полімерази, що ведуть Т.

Літ .: Темін Г., РНК направляє синтез ДНК, «Природа», 1972, № 9; Гершензон С. М., Зворотній транскрипція і її значення для загальної генетики і онкології, «Успіхи сучасної біології», 1973, т. 75, №3; Стент Р., Молекулярна генетика, пер. з англ., М., 1974, гл. 16.

Б. Г. Никифоров.

Схема процесу транскрипції ДНК РНК-полімерази.