رونویسی

چگونگی کپی شدن اطلاعات یک ژن DNA به RNA — اولین گام در بیان ژن و نقطه‌ای که در آن تنظیمات زیادی اعمال می‌شود.

Definition

رونویسی سنتز آنزیمی یک مولکول RNA با استفاده از یک رشته DNA به عنوان الگو است که توسط RNA پلیمراز انجام می‌شود و RNAهای پیام‌رسان، ریبوزومی، ناقل و سایر RNAها را که از اطلاعات رمزگذاری شده در ژن پیروی می‌کنند، تولید می‌کند.

Scope

این حوزه سنتز RNA وابسته به DNA را از آغاز تا پایان، شامل RNA پلیمرازها، شناسایی پروموتر و فاکتورهایی که محل شروع رونویسی را انتخاب می‌کنند، مرحله طویل‌سازی، بلوغ رونوشت‌های اولیه به RNAهای عملکردی، و سیگنال‌هایی که سنتز را متوقف می‌کنند، پوشش می‌دهد. این مبحث رونویسی را به عنوان یک مکانیسم و یک نقطه کنترل بررسی می‌کند؛ ترجمه پایین‌دستی و منطق گسترده‌تر شبکه‌های تنظیمی در حوزه‌های مجاور پوشش داده می‌شوند.

Sub-topics

• پروموترها و عوامل رونویسی
• RNA پلی‌مراز و آغاز رونویسی
• پردازش و پیرایش RNA
• خاتمه رونویسی

Core questions

• چگونه RNA پلیمراز یک ژن را پیدا می‌کند و سنتز را در جای صحیح آغاز می‌کند؟
• کدام رشته به عنوان الگو استفاده می‌شود و چگونه RNA ساخته می‌شود؟
• چگونه یک رونوشت اولیه به یک RNA بالغ و عملکردی پردازش می‌شود؟
• سلول چگونه می‌داند که رونویسی را کجا متوقف کند؟

Key theories

دگم مرکزی — DNA به RNA

اطلاعات توالی از DNA به RNA از طریق رونویسی جریان می‌یابد و RNA را به عنوان واسطه‌ای تعریف می‌کند که پیام ژنتیکی را به سمت سنتز پروتئین حمل می‌کند، همانطور که در بیان کریک از دگم مرکزی توضیح داده شده است.

سنتز تک‌رشته‌ای با هدایت الگو

RNA پلیمراز یک رشته DNA را می‌خواند و یک RNA مکمل 5'→3' را بدون پرایمر سنتز می‌کند، واحدهای تعریف شده را رونویسی می‌کند نه اینکه کل کروموزوم را کپی کند.

Mechanisms

رونویسی در سه مرحله پیش می‌رود. در آغاز، RNA پلیمراز، با هدایت توالی‌های پروموتر و (در یوکاریوت‌ها) فاکتورهای رونویسی عمومی، به DNA متصل شده و آن را ذوب می‌کند تا یک کمپلکس باز تشکیل دهد و سنتز RNA را آغاز کند. در طویل‌سازی، پلیمراز در طول الگو حرکت می‌کند، RNA را گسترش می‌دهد و یک حباب رونویسی را حفظ می‌کند. در پایان، سیگنال‌های خاص پلیمراز و رونوشت کامل شده را آزاد می‌کنند. در یوکاریوت‌ها، رونوشت اولیه بیشتر پردازش می‌شود — کلاهک‌گذاری، پیرایش و پلی‌آدنیلاسیون — تا RNA بالغ حاصل شود.

Clinical relevance

از آنجا که رونویسی نقطه کنترل اصلی بیان ژن است، اجزا و تنظیم‌کننده‌های آن اهداف دارویی گسترده‌ای هستند و در بسیاری از بیماری‌ها دچار اختلال می‌شوند؛ این موضوع به عنوان اهمیت ارائه می‌شود نه به عنوان راهنمای بالینی.

History

کشف RNA پیام‌رسان و RNA پلیمراز در اوایل دهه 1960، رونویسی را به عنوان یک مرحله متمایز تثبیت کرد؛ بازگویی کریک در سال 1970 از دگم مرکزی، جایگاه آن را در جریان اطلاعات ژنتیکی مشخص کرد، و کارهای ساختاری بعدی بر روی RNA پلیمراز مکانیسمی را که اکنون به عنوان استاندارد آموزش داده می‌شود، به تفصیل بیان کرد.

Key figures

• Francis Crick
• Roger Kornberg
• Robert Roeder

Seminal works

• crick1970
• watson2013

Frequently asked questions

تفاوت بین رونویسی و همانندسازی چیست؟

همانندسازی کل ژنوم را به DNA برای تقسیم سلولی کپی می‌کند، در حالی که رونویسی ژن‌های منفرد را به RNA به عنوان اولین گام برای بیان آن‌ها کپی می‌کند.

آیا کل مولکول DNA یکباره رونویسی می‌شود؟

خیر. رونویسی بر روی واحدهای رونویسی تعریف شده عمل می‌کند، از پروموترها شروع می‌شود و در سیگنال‌های پایان خاتمه می‌یابد، بنابراین فقط مناطق انتخاب شده در هر زمان به RNA کپی می‌شوند.