Транскрипция (биология)

Транскри́пция (от лат. transcriptio «переписывание») — происходящий во всех живых клетках процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы; перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Транскрипция катализируется ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой. РНК-полимераза движется по молекуле ДНК в направлении 3' → 5'.

Если говорить о транскрипции белок-кодирующих участков, то единицей транскрипции бактерий является оперон — фрагмент молекулы ДНК, состоящий из промотора (оператора, с которым связывается белок-репрессор), транскрибируемой части (которая может содержать несколько белок-кодирующих последовательностей) и терминатора. У эукариот транскрибируемая часть обычно содержит одну белок-кодирующую последовательность.

Цепочка ДНК, которая служит шаблоном для достраивания РНК, называют некодирующей или матричной. Последовательность полученная в результате такого синтеза РНК будет идентична последовательности кодирующей цепочки ДНК (исключая замену тимина ДНК на урацил РНК) согласно принципу комплементарности.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Наиболее изученный тип функциональных последовательностей ДНК – гены, кодирующие белки. С таких генов считывается молекула матричной РНК (мРНК) в ходе процесса, который называется транскрипция, что переводится как “переписывание”. РНК, как и ДНК, состоит из четырех типов мономеров, но вместо нуклеотидов тимина (T) в состав РНК входят нуклеотиды урацила (U). Молекула мРНК – одноцепочечная, комплементарная той цепи молекулы ДНК, с которой она “переписана”. Она играет роль инструкции для синтеза какого-нибудь белка (протеина). Белки, в свою очередь, могут выполнять очень разные функции: “сшивать” клетки вместе, чтобы те образовывали ткани, осуществлять всевозможные химические превращения, регулировать работу генов и так далее.

Александр Панчин, Сумма биотехнологии. Руководство по борьбе с мифами о генетической модификации растений, животных и людей, 2016

Здесь же мы продолжим обсуждение ГПГ с пониманием того, что древовидная структура действительно наблюдается как важная центральная тенденция эволюции прокариот (см. гл. 6). Широко распространено мнение, что «информационные» гены, кодирующие белки, вовлеченные в процессы трансляции, транскрипции и репликации, намного менее склонны к ГПГ, чем операционные гены, кодирующие ферменты, вовлеченные в метаболизм, транспортные системы и другие «операционные» белки. Обоснование этой точки зрения заключается в так называемой гипотезе сложности (Jain et al., 1999). В соответствии с этой гипотезой, причина низкого темпа ГПГ среди информационных генов заключается в том, что белки, кодируемые этими генами (в отличие от белков, кодируемых большинством операционных генов), обычно являются составными частями сложных белковых машин, которые сильно взаимно адаптированы и, таким образом, не могут быть легко заменены соответствующими ортологами из эволюционно далеких организмов (известными как ксенологи). Однако справедливость гипотезы сложности и ее применимость в общем случае остается неясной, так как и среди информационных генов обнаружено много очевидных случаев ГПГ. Весьма неожиданно, что эти случаи включают не только подавляющее большинство аминоцил-тРНК синтетаз (АРСаз), ферментов, функционирующих в относительной изоляции, но также многие рибосомные белки, являющиеся компонентами молекулярной машины трансляции, рибосомы (Makarova et al., 2001b). Явные свидетельства ГПГ были также обнаружены для таких традиционных маркеров вертикальной филогении, как субъединицы ДНК-зависимой РНК-полимеразы (Iyer et al., 2004a). Разница в режимах эволюции информационных и операционных генов, очевидно, обусловлена как значительно меньшим распространением замены генов неортологами, так и снижением частоты ГПГ как такового среди информационных генов.

Евгений Кунин, Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции, 2012

Встроенные в ДНК клетки провируса надолго сохраняются в ней, передаваясь от одного клеточного поколения другому. Они в значительной степени подчинены клеточному регуляторному механизму. Поэтому их состояние во многом зависит от того, попали ли они в активную или неактивную область генома, а также от состояния клетки (покоящаяся, делящаяся, степень дифференцировки и пр.). При экспрессии провируса вирусная информация переписывается ферментами клетки. Образующаяся в результате транскрипции вирусная ДНК переходит из ядра в цитоплазму.

В. Ф. Корсун, Псориаз. Старинные и современные методы лечения, 2009

Два других гена ВИЧ – tat и rev – кодируются разными не связанными между собой участками генома ВИЧ (такие гены иногда называют разорванными). Они обеспечивают синтез ре-гуляторных белков, которые стимулируют транскрипцию вирусной ДНК и трансляцию РНК. Продукты этих генов способны влиять на работу не только вирусных, но и клеточных генов.

Вячеслав Тарантул, Имя ему СПИД: Четвертый всадник Апокалипсиса, 2005

Хромосомные повреждения могут повлечь за собой изменения функции отдельных генов. Одним из возможных механизмов повреждения ДНК и активации протоонкогенов может быть хромосомная транслокация – перенос генетического материала с одной хромосомы на другую. Необходимым условием для активации протоонкогена при транслокации является его перемещение в локус с функционирующим промотором или в зону активной транскрипции. В качестве примера можно привести транслокацию между 9 и 22 хромосомами, приводящую к образованию филадельфийской хромосомы, которая играет существенную роль в индукции хронического миелоидного лейкоза.

Д. А. Мантров, Энциклопедия клинической онкологии

В процессе гаструляции и после образования зародышевых листков клетки, расположенные в разных листках или в различных участках одного зародышевого листка, оказывают влияние друг на друга. Такое влияние называют индукцией. Индукция осуществляется путем выделения химических веществ (белков), но существуют и физические методы индукции. Индукция оказывает влияние прежде всего на геном клетки. В результате индукции некоторые гены клеточного генома блокируются, т. е. становятся нерабочими, с них не производится транскрипция различных молекул РНК, следовательно, не осуществляется и синтез белка. В результате индукции одни гены оказываются блокированными, другие свободными – рабочими. Сумма свободных генов данной клетки называется ее эпигеном. Сам процесс формирования эпигенома, т. е. взаимодействия индукции и генома, носит название детерминации. После сформирования эпигенома клетка становится детерминированной, т. е. запрограммированной к развитию в определенном направлении.

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Гистология, 2009

В ядре содержится генетический материал в виде 23 пар хромосом. Реализация генетической информации происходит при участии ДНК и разных видов РНК. В ходе транскрипции (считывания) на ДНК-матрице синтезируется комплементарная ДНК молекула мРНК. Эта мРНК выходит из ядра в цитоплазму и соединяется с рибосомами. мРНК продвигается сквозь рибосому, и её нуклеотидная последовательность транслируется (переводится) в соответствующую последовательность аминокислот. Рибосомы – органеллы, функцией которых является считывание кода мРНК и сборка белков.

Н. Б. Панкова, План-конспект ответов на вопросы экзамена по физиологии, 2009

Можно комбинировать различные связи между интронами и экзонами, в которых интроны, как правило, являются удаляемыми участками. На самом деле интроны не пустые, как промежутки между столбами забора. Что за информацию они несут в себе? Они не содержат последовательности генов для кодирования белков, но направляют и регулируют производство белка; интроны являются хранилищем регуляторной информации и определяют время и локализацию производства белка. Таким образом, интроны контролируют экзоны. Среди ученых было принято считать, что экзоны важнее, однако в настоящее время признано, что они зависят от интронов. Экзоны кодируют белки, в то время как интроны являются некодирующими (НК). Каталог известных нкРНК представляет собой быстро расширяющееся семейство очень важных регуляторных РНК – только в последнее время было открыто около десятка таких РНК. Поэтому, дорогой читатель, пожалуйста, запомните понятие «нкРНК». Соответствующая ДНК называется нкДНК, а ее транскрипция приводит к образованию нкРНК. Для меня особенно интересен тот факт, что вирус и человек – непревзойденные «специалисты» по сплайсингу. Почему вирусы? Потому, что они при их малых размерах проявляют столь незаурядные способности (они – наши предки!). Матрос понятия не имел, как много стоит за сращенной веревкой, которую он мне подарил.

Карин Мёллинг, Вирусы: Скорее друзья, чем враги, 2017

Есть основание считать, что каждый генопродукт регулируется в митохондриях не одним геном и не только за счет последующей транскрипции РНК на рибосомах с многократным считыванием и образованием копий белков и ферментов, но также и целым блоком генов-дублей, которые запараллелены в батареи. Активность генов, ответственных за энергетику, здесь регулируется, очевидно, каким-то другим образом. Но ясно то, что они реагируют на состояние окружающей их среды. Известно, что митохондрии могут существовать автономно и вне клеток, при этом клонируя себя. Значит, у них есть набор генов самосборки, ДНК, ответственная не только за энергетические процессы. Особенность ДНК-регуляции в области энергетики позволяет системе управляться не просто путем включено-выключено, а более тонко реагировать на разные уровни состояния среды.

Г. А. Гарбузов, Рак можно победить! Ловушка для раковых клеток, 2012

Белок М (см. рис. 2) (мембранный, или матриксный) играет важную роль в развитии вирусной инфекции (Cathomen T. [et al.], 1998) и регуляции транскрипции (Suryanarayana K. [et al.], 1994). Он встроен с внутренней стороны в липопротеиновую мембрану Morbillivirus. Белок М стабилизирует вирусную частицу и является медиатором ее сборки (Hirano A., 1992; Riedl P. М. [et al.], 2002).

Е. И. Ермоленко, Morbillivirus – вирус кори. Общая характеристика и диагностика инфекции. Учебно-методическое пособие, 2013

Копирование гена происходит по тому же правилу комплементарности, по которому идет репликация ДНК, только роль, которую играет в ДНК Т, в РНК играет У. Синтез РНК ведется по одной из двух комплементарных цепей гена. Фермент, ведущий синтез, т. е. осуществляющий процесс транскрипции, называется РНК-полимеразой.

Максим Франк-Каменецкий, Самая главная молекула. От структуры ДНК к биомедицине XXI века, 2017

Гистоновые белки связаны с ДНК и образуют полимерные цепи дезоксирибонуклеопротеида (ДНП), которые и представляют собой хроматиновые фибриллы, отчетливо видимые при электронной микроскопии. На определенных участках хроматиновых фибрилл осуществляется транскрипция с ДНК различных РНК, с помощью которых осуществляется затем синтез белковых молекул. Процессы транскрипции в ядре осуществляются только на свободных хромосомных фибриллах, то есть в эухроматине. В конденсированном хроматине эти процессы не осуществляются и потому гетерохроматин является неактивным хроматином. Соотношение эухроматина и гетерохроматина в ядре является показателем активности синтетических процессов в данной клетке. На хроматиновых фибриллах в S-периоде интерфазы осуществляется также процессы редупликации ДНК. Эти процессы происходят как в эухроматине, так и в гетерохроматине, но в гетерохроматине они протекают значительно позже.

Александр Седов, Гистология человека: конспект лекций для вузов, -1

Семейство ретровирусов включает в себя подсемейства онковирусов (Oncoviridae), «пенящих» вирусов (Spumaviridae) и «медленных» ретровирусов (Lentiviridae), куда входит ВИЧ. Семейство ретровирусов объединяет наличие фермента ОТ. Ретровирусы обладают свойствами как РНК-, так и ДНК-содержащих вирусов. В вирионе ретровирусов содержится РНК, однако внутри клетки они существуют в виде ДНК, интегрированной с геномом клетки-хозяина. По сути, РНК этих вирусов, проникая в клетку, превращается в ее гены, которые могут передаваться потомкам в виде стабильных интегрированных молекул ДНК. Наследственная информация ретровирусов может быть записана в клетках в форме ДНК, а в вирусных частицах – в форме РНК благодаря существованию в жизненном цикле этих вирусов обратной транскрипции (синтез ДНК на матрице РНК), осуществляемой вирусным ферментом ОТ.

В. М. Волжанин, Вирусные болезни человека, 2015

1. Транскрипция – это процесс синтеза и-РНК на матрице ДНК. Образуется незрелая про-и-РНК, содержащая как кодирующие, так и некодирующие нуклеотид-ные последовательности.

Е. А. Козлова, Общая биология, -1

5. Транскрипция и трансляция: локализация и механизм этих процессов. Возможна ли транскрипция на этапах деления клетки?

Ю. В. Блинохватова, Биология с основами экологии, 2013

Различают эухроматин (слабоокрашиваемый, диспергированный, менее конденсированный, активно участвует в процессах транскрипции), соответствует сегментам хромосом, которые деспирализованы и открыты для транскрипции, и гетерохроматин (хорошо окрашиваемый, конденсированный, не постоянно участвует в процессах транскрипции), соответствующий конденсированным, плотно скрученным сегментам хромосом.

Р. П. Самусев, Общая и частная гистология, 2010

Следует отметить, что в английской транскрипции термин «пародонтит» является синонимом «периодонтита», а «пародонтоз» – синонимом «периодонтоза».

Э. Д. Сурдина, Комплексное лечение генерализованного пародонтита тяжелой степени с применением депульпирования зубов, 2008