رونویسی DNA به RNA ، آشنایی بیشتر با مراحل این فرایند

رونویسی DNA به RNA برای زندگی ضروری است و درک نحوه عملکرد آن برای سلامت انسان مهم است. بیایید نگاهی دقیق تر به آنچه در حین رونویسی رخ می‌دهد بیندازیم.

DNA یا اسید دئوکسی ریبونوکلئیک مولکولی است که اطلاعات ژنتیکی را کد می‌کند. با این حال، DNA نمی‌تواند مستقیماً به سلول دستور تولید پروتئین بدهد. به همین دلیل باید به RNA یا اسید ریبونوکلئیک رونویسی شود.  

در ادامه این مطلب قصد داریم نحوه رونویسی DNA به RNA را مورد بررسی قرار دهیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

مروری بر رونویسی  DNA به RNA

رونویسی اولین مرحله از بیان ژن‌ها به پروتئین است. در رونویسی، یک مولکول واسطه  بنام mRNA (RNA پیام رسان) از یکی از رشته‌های مولکول DNA رونویسی می‌شود. این واسطه را  پیام رسان نامیده‌اند، زیرا “پیام” یا اطلاعات ژنتیکی را از DNA به ریبوزوم‌ها منتقل می‌کند. این اطلاعات در ریبوزوم‌ها برای ساخت پروتئین‌ها استفاده می‌شود. RNA و DNA از کدگذاری تکمیلی در جایی که جفت‌های بازآلی با هم تطبیق داده می‌شوند، استفاده می‌کنند. این فرایند شبیه به نحوه اتصال رشته‌های DNA برای تشکیل یک مارپیچ دوگانه است.

یک تفاوت بین DNA و RNA این است که RNA از یوراسیل به جای تیمین استفاده شده در DNA استفاده می‌کند. یوراسیل (U) یک باز نوکلئوتیدی و از مشتقات پیریمیدین است که در ساختار RNA دیده می‌شود. یوراسیل در ساختار RNA به آدنین پیوند می‌شود. در ساختار DNA بجای یوراسیل تیمین وجود دارد.

تفاوت در رونویسی DNA به RNA بین موجودات مختلف

در روند رونویسی DNA به RNA بین پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها تفاوت‌های قابل توجهی وجود دارد.

در پروکاریوت‌ها (باکتری‌ها)، رونویسی در سیتوپلاسم رخ می‌دهد. بازنویسی mRNA به پروتئین نیز در سیتوپلاسم رخ می‌دهد. اما در یوکاریوت‌ها، رونویسی در هسته سلول اتفاق می‌افتد. سپس mRNA برای بازنویسی به سیتوپلاسم حرکت می‌کند.

DNA در پروکاریوت‌ها بسیار بیشتر از DNA در یوکاریوت‌ها قابل دسترسی است. DNA یوکاریوتی در اطراف پروتئین‌هایی به نام هیستون پیچیده می‌شود تا ساختارهایی به نام نوکلئوزوم را تشکیل دهد. DNA یوکاریوتی برای تشکیل کروماتین بسته بندی می‌شود.

mRNA تولید شده در نتیجه رونویسی در سلول‌های پروکاریوتی اصلاح نمی‌شود. اما سلول‌های یوکاریوتی mRNA را با اتصال RNA و افزودن polyA تغییر می‌دهند.a

مراحل رونویسی DNA به RNA

چند مرحله اصلی در بیان ژن و رونویسی DNA به RNA وجود دارد.

رونویسی نامی است که به فرآیندی گفته می‎‌شود که در آن DNA برای ساخت یک رشته مکمل RNA کپی می‌شود. سپس RNA برای ساخت پروتئین تحت بازنویسی قرار می‌گیرد.

مراحل اصلی رونویسی شروع، پاکسازی پروموتر، ازدیاد طول و خاتمه است که در ادامه به بررسی هریک خواهیم پرداخت.

پیش شروع

اولین مرحله رونویسی، پیش شروع (Pre-Initiation) نامیده می‌شود. در این مرحله RNA پلیمراز و کوفاکتورها (عوامل رونویسی عمومی) به DNA متصل می‌شوند و دو رشته  آن‌را  باز می‌کنند و یک حباب شروع ایجاد می‌کنند. این مرحله از نظر ظاهری شبیه چیزی است که هنگام باز کردن رشته‌های نخ چندلایه اتفاق می‌افتد. فضای باز شده  به RNA پلیمراز اجازه دسترسی به یک رشته از مولکول DNA را می‌دهد. تقریباً 14 جفت باز آلی در یک زمان در معرض دید قرار می‌گیرند.

شروع

مرحله شروع رونویسی یا Initiation در باکتری‌ها با اتصال RNA پلیمراز به پروموتر در DNA آغاز می‌شود. شروع رونویسی در یوکاریوت‌ها پیچیده‌تر است و در جایی اتفاق می‌افتد که گروهی از پروتئین ها به نام فاکتورهای رونویسی واسطه اتصال RNA پلیمراز وجود دارند.

پاکسازی پروموتر

مرحله بعدی رونویسی، پاکسازی پروموتر (Promoter Clearance) یا فرار پروموتر نام دارد. پروموتر یا پیش بر (Promoter) در ژنتیک به بخشی از DNA گفته می‌شود که رونویسی یک ژن از آنجا آغاز می‌شود. فعال کننده‌ها در نزدیکی توالی پروموتر قرار داشته و میزان بیان را افزایش می‌دهند. پروموترها در بالادست و همچنین در پایانه ‘۵ رشته الگو جای گرفته‌اند و معمولاً از ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ جفت باز تشکیل شده‌اند. پس از سنتز اولین پیوند، RNA پلیمراز باید پروموتر را پاک کند. پروموتر یک توالی DNA است که سیگنال می‌دهد کدام رشته DNA رونویسی شده و رونویسی جهت ادامه می‌یابد. تقریباً 23 نوکلئوتید باید سنتز شوند تا RNA پلیمراز تمایل خود را به لغزش از دست بدهد و رونوشت RNA را زودتر آزاد کند.

ازدیاد طول

یکی دیگر از مراحل رونویسی، ازدیاد طول (Elongation) است. در این مرحله یک رشته DNA به‌عنوان الگوی سنتز RNA عمل می‌کند. اما چندین دور رونویسی ممکن است رخ دهد تا نسخه‌های زیادی از یک ژن تولید شود.

خاتمه دادن

خاتمه (Termination) آخرین مرحله رونویسی DNA به RNA است. این مرحله منجر به آزاد شدن mRNA تازه سنتز شده از کمپلکس ازدیاد طول می‌شود. در یوکاریوت‌‌ها، خاتمه رونویسی شامل بریدن رونوشت و به دنبال آن فرآیندی به نام پلی آدنیلاسیون است. در پلی آدنیلاسیون، یک سری از باقی مانده‎های آدنین یا دم پلی(A) به انتهای 3′ جدید رشته RNA پیام رسان اضافه می‌شود.

سخن پایانی

رونویسی یک مرحله ضروری در استفاده از اطلاعات ژن‌های موجود در DNA برای ساخت پروتئین است. پروتئین‌ها مولکول‌های کلیدی هستند که به سلول‌ها ساختار می‌دهند و آن‌ها را فعال نگه می‌دارند. رونویسی اولین مرحله بیان ژن است. در طی این فرآیند، توالی DNA یک ژن در RNA کپی می شود.

در این مرحله سعی کردیم مراحل رونویسی را مرور کنیم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.