|
Nagu DNA replikatsioonil, loetakse ka transkriptsioonil DNA'd 3'→5' suunas. Samaaegselt luuakse komplementaarset RNA-d 5'→3' suunas. See tähendab, et 5' ots sünteesitakse esimesena. Olgugi et DNA on topeltheeliks, milles on kaks antiparalleelset ahelat, kasutatakse transkriptsiooniks ainult ühte kahest ahelast. Kasutatavat ahelat nimetatakse ka matriitsahelaks. Ainult ühe ahela kasutamine on põhjustatud sellest, et RNA on vastupidiselt DNA'le enamikes organismides üheahelaline. DNA ahelat, mida transkriptsioonil ei kasutata, nimetatakse kodeerivaks ahelaks, sest selle järjestus on identne äsja sünteesitud RNA transkriptiga (välja arvatud uratsiili ja tümiini asendus). Kasutades ainult 3'→5' ahelat, eemaldatakse vajadus [[Okazaki fragment]]ide järele, mis tekivad DNA replikatsioonil.
Transkriptsioon on jagatud viieks etapiks: eelinitsiatsioon (pre-initsiatsioon), initsiatsioon, promooteripromootori vabastamine, elongatsioon ja terminatsioon.<ref>Lewin B. Genes V, New York: Oxford University Press, 1994.</ref>
==Põhilised etapid==
===Pre-initsiatsioon===
Eukarüootides vajab RNA polümeraas ja tänu sellele ka transkriptsiooni initsiatsioon DNA promooteripromootori järjestuse olemasolu. PromooteridPromootorid on DNA regioonid, alguskohad, tänu millele algab transkriptsioon ja mis asuvad eukarüootides 30, 75 ja 90 aluspaari enne transkriptsiooni alguskohta. PromooterisPromootoris olevad järjestused on transkriptsiooni initsiatsiooni jaoks hädavajalikud. Enne kui süntees algab, peab RNA polümeraas seonduma DNA kindla piirkonnaga, mida kutsutakse geeni promooterikspromootoriks. Seondumine toimub kindlate transkriptsioonifaktorite juuresolekul. Lisafaktorid, mis aitavad RNA polümeraasil seonduda, ei osale hilisemal ahela pikendamisel (elongatsioonil).<ref>Lewin B. Genes VII, New York: Oxford University Press, 1999.</ref>
Kõige rohkem iseloomustatud promooteripromootori tüüp on eukarüootides lühike DNA järjestus, mida nimetatakse TATA järjestuseks, mis asub 25–30 aluspaari enne transkriptsiooni alguskohta (''upstream''). TATA järjestus on TATA-seonduvale valgule (inglise k ''TATA-binding protein'' (TBP)) seondumiskohaks. TBP on ise subühikuks teisele [[transkriptsioonifaktor]]ile, Transkriptsioonifaktor II D'le (TFIID). Pärast TFIID seondumist TATA järjestusele, läbi TBP, ühinevad TATA järjestuse ümber veel viis transkriptsioonifaktorit ja RNA polümeraas. Tekkivat kompleksi nimetatakse preinitsiatsiooni kompleksiks. Ühel transkriptsiooni faktoril, [[DNA helikaas]]il, on helikaasne aktiivsus ning on seetõttu seotud kaheahelalise DNA ahelate eraldamisega, tagamaks ligipääsu üheahelalisele matriits DNA'le. Teised valgud, aktivaatorid ja repressorid vastutavad koos erinevate seotud koaktivaatorite või korepressoritega transkriptsiooni moduleerimise taseme eest.<ref>http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC24122/?tool=pmcentrez.</ref>
Seega sisaldab preinitsiatsiooni kompleks
* peamist promooteripromootori järjestust,
* transkriptsiooni faktoreid,
* DNA helikaasi,
[[Pilt:Simple transcription initiation1.svg|pisi|Lihtne joonis transkriptsiooni initsiatsioonist]]
Bakterites algab transkriptsioon RNA polümeraasi seondumisega DNA promooterilepromootorile. RNA polümeraas on tuumikensüüm (tuumikensüüm koosneb ensüümi allüksustest, mida on vaja katalüütiliseks aktiivsuseks), mis koosneb viiest subühikust: 2 α subühikut, 1 β subühik, 1 β' subühik ja 1 ω subühik. Initsiatsiooni alguses on tuumikensüüm ühendatud sigma faktoriga, mis aitab leida õiged −35 ja −10 aluspaarid allpool (downstream) promooterjärjestustpromootorjärjestust.<ref>http://www.ebc.ee/GENEETIKA/loengud/Presentation10.pdf.</ref>
Eukarüootides on transkriptsiooni initsiatsioon keerulisem. Eukarüootne RNA polümeraas ei tunne otseselt tuumikpromooterjärjestusttuumikpromootorjärjestust ära. Selle asemel vahendavad transkriptsioonifaktorid RNA polümeraasi seondumist ja transkriptsiooni initsiatsiooni. Alles pärast kindla transkriptsioonifaktori ühendumist promooterjärjestuselepromootorjärjestusele seondub RNA polümeraas sellele. Täielik kogum, mis seondub promooterilepromootorile, moodustades transkriptsiooni initsiatsiooni kompleksi, koosneb transkriptsioonifaktoritest ja RNA polümeraasist. [[Arhed]]e transkriptsiooni domeen on sarnane eukarüootide omaga.<ref>http://chemistry.about.com/od/biochemistry/ss/transcription_4.htm</ref>
===PromooteriPromootori vabastamine===
Pärast esimese sideme sünteesimist peab RNA polümeraas promooteripromootori vabastama. Selle aja jooksul moodustatakse lühikesi, 2–8-ribonukleotiidilisi ahelaid, mis vabanevad. Antud protsessi nimetatakse abortiivseks initsiatsiooniks ja on tavaline nii eukarüootides kui ka prokarüootides. Nurjunud initsiatsioon ilmneb senikaua, kuni σ-faktor paigutub ümber, mille tulemuseks on transkriptsiooni elongatsiooni kompleks (see annab 35 aluspaari suuruse liikuva jälje). σ-faktor vabastatakse enne, kui mRNA-st on 80 nukleotiidi sünteesitud. Kui transkriptist on sünteesitud umbes 23 nukleotiidi, ei libise see enam ja elongatsioon võib alata. See, nagu ka paljud teised transkriptsiooni osad, on energiat tarbiv protsess, kasutades energiaks adenosiintrifosfaadi (ATP) hüdrolüüsil vabanevat energiat.
PromooteriPromootori vabastamine prokarüootides langeb kokku eukarüootide RNA polümeraasi karboksüülterminaalse (C-terminaalse) otsa 5. seriini fosforüülimisega, mida viib läbi TFIIH.<ref>Lewin B. et al. Genes VI, New York: Oxford University Press, 1997.</ref>
===Elongatsioon===
|
