Транскрипция (в биологии)
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Транскрипция (в биологии)

Транскрипция в биологии, осуществляющийся в живых клетках биосинтез рибонуклеиновой кислоты (РНК) на матрице — дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Т. — один из фундаментальных биологических процессов, первый этап реализации генетической информации, записанной в ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) в виде линейной последовательности 4 типов мономерных звеньев — нуклеотидов (см. Генетический код). Т. осуществляется специальными ферментами — ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) зависимыми РНК(рибонуклеиновая кислота)-полимерами. В результате Т. образуется полимерная цепь РНК(рибонуклеиновая кислота) (также состоящая из нуклеотидов), последовательность мономерных звеньев которой повторяет последовательность мономерных звеньев одной из двух комплементарных цепей копируемого участка ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота). Продуктом Т. являются 4 типа РНК(рибонуклеиновая кислота), выполняющих различные функции: 1) информационные, или матричные, РНК(рибонуклеиновая кислота), выполняющие роль матриц при синтезе белка рибосомами (трансляция); 2) рибосомальные РНК(рибонуклеиновая кислота), являющиеся структурными компонентами рибосом; 3) транспортные РНК(рибонуклеиновая кислота), являющиеся основными элементами, осуществляющими при синтезе белка перекодирование информации, заключённой в информационной РНК(рибонуклеиновая кислота), с языка нуклеотидов на язык аминокислот; 4) РНК(рибонуклеиновая кислота), играющие роль затравки репликации ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота). Т. ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) происходит отдельными участками, в которые входит один или несколько генов (см., например, Оперон). Фермент РНК(рибонуклеиновая кислота)-полимераза «узнаёт» начало такого участка (промотор), присоединяется к нему, расплетает двойную спираль ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) и копирует, начиная с этого места, одну из её цепей, перемещаясь вдоль ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) и последовательно присоединяя мономерные звенья — нуклеотиды — к образующейся РНК(рибонуклеиновая кислота) в соответствии с принципом комплементарности. По мере движения РНК(рибонуклеиновая кислота)-полимеразы растущая цепь РНК(рибонуклеиновая кислота) отходит от матрицы и двойная спираль ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) позади фермента восстанавливается (рис.). Когда РНК(рибонуклеиновая кислота)-полимераза достигает конца копируемого участка (терминатора), РНК(рибонуклеиновая кислота) отделяется от матрицы. Число копий разных участков ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) зависит от потребности клеток в соответственных белках и может меняться в зависимости от условий среды или в ходе развития организма. Механизм регуляции Т. хорошо изучен у бактерий; изучение регуляции Т. у высших организмов — одна из важнейших задач молекулярной биологии.

загрузка...

  Перенос информации возможен не только с ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) на РНК(рибонуклеиновая кислота), но и в обратном направлении — с РНК(рибонуклеиновая кислота) на ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота). Подобная обратная Т. происходит у РНК(рибонуклеиновая кислота)-содержащих опухолеродных вирусов. В их составе обнаружен фермент, который после заражения клеток использует вирусную РНК(рибонуклеиновая кислота) как матрицу для синтеза комплементарной нити ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота). В результате образуется двунитевой РНК(рибонуклеиновая кислота)-ДНК гибрид, используемый для синтеза второй нити ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота), комплементарной первой. Возникающая двуспиральная ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота), несущая всю информацию исходной РНК(рибонуклеиновая кислота), может встраиваться в хромосомы клетки, пораженной вирусом, и вызывать её злокачественное перерождение. Открытие обратной Т. послужило веским подтверждением вирусно-генетической теории рака, выдвинутой советским учёным Л. А. Зильбером. Обратная Т., возможно, играет важную роль в системах реализации и накопления информации в нормальных клетках, например при эмбриональном развитии.

  Фермент, осуществляющий обратную Т.— РНК(рибонуклеиновая кислота) зависимая ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота)-полимераза (обратная транскриптаза, ревертаза), подобен по свойствам ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) зависимым ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота)-полимеразам и значительно отличается от ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) зависимых РНК(рибонуклеиновая кислота)-полимераз, ведущих Т.

  Лит.: Темин Г., РНК(рибонуклеиновая кислота) направляет синтез ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота), «Природа», 1972, № 9; Гершензон С. М., Обратная транскрипция и ее значение для общей генетики и онкологии, «Успехи современной биологии», 1973, т. 75, №3; Стент Г., Молекулярная генетика, пер.(перевод) с англ.(английский), М., 1974, гл.(глав) 16.

  Б. Г. Никифоров.

Схема процесса транскрипции ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) РНК(рибонуклеиновая кислота)-полимеразой.