Bjartes store verden

Det sentrale dogma i genetikken er at DNA transkriberes til RNA som translateres til proteiner.

RNA ligner på DNA,  i det at det er karbohydrater, nukliotidbaser og fosfatlenker. Men RNA har ribose-sukkerenheter istedet for deoksyribose, og uracil istedet for thymin.

Transkripsjonen er enklest hos prokaryoter. Der er det en RNA polymerase som står for produksjon av alle de tre klassene av RNA: mRNA, tRNA og rRNA. Polymerasen er et stort protein med fire faste subenheter to α-enheter og to β-enheter, i tillegg kommer σ-faktoren som løsner når polymerasen binder DNA.  σ-faktoren avhenger av hvilken sekvens polymerasen skal binde til.

Polymerasen lager en komplementær RNA-tråd til DNA-tråden, ved at den først binder til en promoterende sekvens, og så tvinner ut dobbelttrådig DNA og lager en RNA-DNA hybrid. Cellen har to måter for å avslutte transkriberingen, enten kan den bruke en GC-rik sekvens etterfulgt av flere U-er. GC-sekvensen vil skape en hårnål-løkke(hairpin-loop), som får polymerasen til å “spore av” DNA-tråden, og U-sekvensen med sine svake hydrogenbindinger får RNA til å løsne fra DNA. Den andre måten involverer ρ-faktor(rho, ikke p), som er et ATP-avhengig uttvinnings enzym, som vil binde til en termineringssekvens, og stoppe uttvinningen

I motsetning til DNA polymerasen blir ikke resultatet bestandig kontrollert, ikke alle polymeraser har  eksonuklease-aktivitet. Dette kan forklares ved at mRNA uansett lages i flere kopier, og går ikke i arv. Men proteinsyntesen overvåkes, og RNA som ikke kan uttrykkes skikkelig blir degradert.

For eukaryoter er alt selvsagt mye vanskeligere. Eukaryoter har flere forskjellige polymeraser:

• I som er i nukleolus, lager rRNA(ribosomalt RNA)
• II som er i cellekjernen, lager pre-mRNA(messenger RNA, det som blir til proteiner)
• III som lager pre-tRNA og en liten rRNA-enhet
• Mitokondria-polymeraser og kloroplast-polymeraser(for de som har kloroplast)

For eukaryoter er ikke  σ-faktoren en del av polymerasen, altså trengs det en egen transkripsjonsfaktor som binder først for at polymerasen skal starte transkripsjonen.

Polymerase I,II og III ligner på prokaryote polymerase, men er en del større, og har flere subenheter.

En rekke sekvenser kan få polymerasen til å binde, Inr, TATA,DPE og TFIIB(BRE). To typer: de som har Inr og TATA med eller uten BRE, og de som har DPE og Inr.

Disse promotorene alene gir bare et minimalt uttrykk,  de fleste protein-kodende gener har tilleggssekvenser  som øker uttrykket eksponentielt.

For prokaryoter kan mRNA translateres til protein, så snart det kommer ut av polymerasen, men for eukaryoter er det slik at før mRNA kan translateres til proteiner må det behandles og transporteres ut av cellekjernen.

Det er vanlig at mRNA får en “cap”  i  5′-enden. Det er en guanin som står har en 5′-5′-binding, og som er metylert, dette hindrer at den blir angrepet av nukleaser. mRNA får også en lang rekke av adeniner i 3′-enden. Poly-(A) halen stabiliserer også mRNA, jo lengre, jo mer stabil.

Man har oppdaget at deler av mRNA, kalt introner,  blir fjernet før ribosomet translaterer mRNA-et. Noen introner kan spalte seg selv av, mens andre blir fjernet av et RNA-protein kompleks kalt “spliceosome”.  Hvorfor introner? Noen har en funksjon som RNA-molekyler i cellen, men de kan også åpne for at et mRNA kan leses på forskjellige måter, slik at et stykke mRNA kan gi opphav til ulike proteiner.

Visse systemer kan også modifisere RNA, fjerne aminogrupper eller sette på nye. Men dette er relativt sjeldent.