2) репликация
3) ферментация
4) транскрипция (+)
Образование информационной РНК (иРНК, или матричной РНК) называется транскрипцией. Это процесс синтеза молекулы РНК на матрице ДНК по принципу комплементарности. У эукариот транскрипцию большинства белок-кодирующих генов осуществляет ДНК-зависимая РНК-полимераза II в ядре; последовательность иРНК соответствует кодирующей цепи ДНК, за исключением замены тимина на урацил.
Транскрипция включает инициацию на участке промотора, элонгацию с последовательным присоединением рибонуклеотидов и терминацию. Первичный транскрипт у эукариот подвергается процессингу: присоединению 5’-кэпа, сплайсингу с удалением интронов и полиаденилированию. Образовавшаяся зрелая иРНК транспортируется в цитоплазму и используется рибосомами как матрица для синтеза белка.
Трансляция представляет собой не образование РНК, а перевод последовательности кодонов иРНК в аминокислотную последовательность белка. Репликация обеспечивает удвоение молекулы ДНК, тогда как ферментация является метаболическим процессом получения энергии, преимущественно в анаэробных условиях. Поэтому именно транскрипция соответствует синтезу иРНК и является первым этапом реализации генетической информации.
| Процесс | Матрица | Основной продукт | Ключевой фермент или аппарат | Биологическое значение |
|---|---|---|---|---|
| Транскрипция | ДНК | иРНК, а также другие виды РНК | ДНК-зависимая РНК-полимераза | Перенос информации от гена к РНК |
| Трансляция | иРНК | Полипептидная цепь или белок | Рибосомы, тРНК, аминоацил-тРНК-синтетазы | Синтез белка по генетическому коду |
| Репликация | ДНК | Две дочерние молекулы ДНК | ДНК-полимераза, хеликаза, праймаза | Удвоение генома перед делением клетки |
| Процессинг РНК | Первичный транскрипт | Зрелая функциональная иРНК | Сплайсосома и ферменты модификации РНК | Формирование стабильной иРНК, пригодной для трансляции |
| Обратная транскрипция | РНК | ДНК-копия, комплементарная РНК | РНК-зависимая ДНК-полимераза | Характерна, в частности, для ретровирусов |
| Ферментация | Органические субстраты обмена веществ | Органические конечные продукты и АТФ | Ферменты метаболических путей | Получение энергии без участия дыхательной цепи |
Интенсивность транскрипции регулируется факторами транскрипции, состоянием хроматина и активностью промоторов и энхансеров. Нарушения синтеза или процессинга иРНК могут приводить к дефектной экспрессии генов и развитию наследственных или опухолевых заболеваний. В лабораторной диагностике наличие специфической иРНК часто оценивают методами обратной транскрипции с последующей полимеразной цепной реакцией. Таким образом, транскрипция является центральным механизмом считывания генетической информации с ДНК.