導入
- 転写は、細胞レベルで、DNA のいわゆるコード領域を RNA 分子にコピーすることからなる遍在的な生物学的プロセスです。実際、DNA分子が遺伝情報の普遍的なサポートであるとすれば、タンパク質配列への翻訳機構によって認識されるのは RNA 分子です。
- この転写反応を触媒する酵素をRNAポリメラーゼといいます。いくつかのタイプの RNA (メッセンジャー、リボソーム、トランスファーなど) の転写にはいくつかのタイプが関与しています。RNA ポリメラーゼは、遺伝子の一部をコードする領域の上流に位置する DNA の特定の領域、つまりプロモーター部位を認識して結合します。
真核生物では、一次 mRNA 転写物は尾部 (ポリアデニル化) と、いくつかの化学修飾を含む 5′ 末端 (キャップ) によって完成します。
DNA テンプレートから直接合成された RNA 分子は核内に残り、酵素複合体によって処理されます。このメカニズムはスプライシングと呼ばれます。イントロンと呼ばれる特定の配列が切除され、残りのエクソンが結合します。代替スプライシング機構が存在する可能性があり、それによって成熟メッセンジャー RNA の可能性の数が増加します。生成された RNA はより短く、細胞質に入り、成熟 mRNA またはメッセンジャー RNA になります。
次に、mRNA はリボソームとトランスファー RNA (tRNA) の存在下でアミノ酸からタンパク質に翻訳されます。このメカニズムは翻訳と呼ばれます。
原核生物では
転写は、DNA が存在する場所 (染色体またはプラスミド) である細菌の細胞質で行われます。転写は、開始、伸長、および終結という 3 つの異なる段階で行われます。開始は、コード配列のすぐ上流のプロモーターで起こります。細菌の RNA ポリメラーゼは、2 つのα、β、β’、σ の 5 つのサブユニットで構成されています。 σ サブユニットは、遺伝子プロモーターのコンセンサス配列 (古典的には「Pribnow-Box」[TATAAT]) を認識し、DNA に結合し、酵素複合体の他の部分を補充します。 RNA ポリメラーゼが確立されると、σ サブユニットが複合体から外れ、β’ が DNA との接続を確実にします。これが閉じた複合体です。次に、RNA ポリメラーゼは約 17 塩基対にわたって二重らせんをほどきます。これが開いた複合体です。伸長段階は、σ サブユニットの開始部分を Nus A に置き換えることによって開始できます。次に、酵素複合体がコード鎖に相補的な RNA 鎖を合成します。転写は、コーディング配列の後に位置するターミネーターで終了します。 3 つの水素結合を持つ GC ペアが豊富な DNA 配列はより強力で、RNA pol の進行を遅らせます。一方、RNA の 2 つの相補的領域間のヘアピン ループの形成は酵素をブロックします。最後に、ターミネータータンパク質 (Rho) が RNA 分子を放出します。このようにして生成された mRNA は、細胞機構によって直接使用されて翻訳されます。転写と翻訳は同じコンパートメントで行われるため、転写が完了する前にリボソームが mRNA の翻訳を開始する可能性さえあります。
逆転写
逆転写（または逆転写）は、転写の逆反応です。これは、RNA 依存性 DNA ポリメラーゼ、さらには逆転写酵素やレトロトランスクリプターゼ(英語の逆転写酵素という用語も使用されることもあります) を使用して、RNA テンプレートから DNA 鎖を合成することです。
