Kas ir RNS transkripcija?

Cilvēka šūnā svaigi izveidotā informācijas RNS vēl nav gatava lietošanai. Tās sākumam pievieno īpašu cepurīti, kas to sargā no noārdīšanas un palīdz ribosomai atpazīt sākumu, bet beigām pievieno garu adenīna asti, kas nosaka, cik ilgi molekula šūnā izdzīvos.

Galvenais solis ir splaisings. Cilvēka gēnos kodējošie posmi, eksoni, mijas ar nekodējošiem posmiem, introniem. Introni tiek izgriezti, un eksoni savienoti kopā. Šo darbu veic olbaltumvielu un RNS komplekss kodolā.

Splaisingu var veikt vairākos veidos, izlaižot vai iekļaujot atsevišķus eksonus. Tāpēc no viena gēna var rasties vairākas dažādas olbaltumvielas, un tieši šī iespēja ir viens no iemesliem, kāpēc cilvēka gēnu skaits ir daudz mazāks, nekā kādreiz gaidīja.

Tikai pēc apstrādes gatavā RNS iziet no kodola citoplazmā, kur ribosomas to nolasa un savieno aminoskābes.

Baktērijai nav kodola, tāpēc transkripcija un olbaltumvielu sintēze notiek vienā telpā un vienlaikus: ribosoma pieķeras RNS galam jau tad, kad polimerāze vēl nav beigusi darbu. Cilvēka šūnā šie procesi ir stingri nodalīti telpā un laikā.

Baktērijām ir viena RNS polimerāze, un promotora atpazīšanai tai vajadzīgs atsevišķs palīgfaktors. Tām arī parasti nav intronu, tāpēc splaisings nav vajadzīgs.

Šīs atšķirības ir tiešs pamats vairākām zālēm. Rifampicīns, ko lieto tuberkulozes ārstēšanā, bloķē tieši baktēriju RNS polimerāzi un cilvēka fermentu praktiski neskar. Tieši šāda atšķirība starp saimnieku un mikrobu ir tas, ko meklē katrā jaunā antibiotikā.

Katrā cilvēka šūnā ir viens un tas pats DNS. Aknu šūna, neirons un ādas šūna atšķiras nevis ar gēniem, bet ar to, kuri gēni tiek nolasīti. Transkripcijas regulācija tādējādi ir atbilde uz jautājumu, kāpēc no vienas apaugļotas olšūnas rodas simtiem dažādu šūnu tipu.

Regulāciju veic transkripcijas faktori, kas pieķeras noteiktām DNS vietām un vai nu piesaista polimerāzi, vai to attur. Papildus tam nozīme ir DNS iepakojumam: cieši satīta DNS ap histoniem ir fermentam nepieejama, un ķīmiskas zīmes uz histoniem un pašas DNS nosaka, kuras vietas ir atvērtas. Šo regulācijas slāni sauc par epiģenētisko.

Hormoni lielā mērā strādā tieši caur šo mehānismu. Kortizols, vairogdziedzera hormoni un dzimumhormoni iekļūst šūnā, saistās ar receptoriem un kopā ar tiem darbojas kā transkripcijas faktori. Tāpēc šo hormonu iedarbība sākas lēnāk nekā adrenalīna, bet ilgst daudz ilgāk.

Šos trīs jēdzienus sajauc visbiežāk. Replikācija ir DNS pārrakstīšana DNS pirms šūnas dalīšanās. Transkripcija ir DNS pārrakstīšana RNS. Translācija ir RNS pārtulkošana aminoskābju virknē ribosomā.

Vārdi ir izvēlēti apzināti. Pārrakstīšana notiek tajā pašā „valodā“, tas ir, nukleotīdu secībā, tāpēc to sauc par transkripciju. Pāreja no nukleotīdu valodas uz aminoskābju valodu ir īsta tulkošana, tāpēc translācija.

Otrs biežs sajaukums ir starp gēnu un olbaltumvielu. Gēns pats neko nedara; tas ir ieraksts. Darbojas olbaltumviela, kas pēc tā izveidota. Starp abiem obligāti atrodas RNS.

Trešais sajaukums ir domāt, ka visa RNS kļūst par olbaltumvielu. Liela daļa šūnas RNS nekodē neko: tā ir ribosomu, transporta un regulējošā RNS, kas pati veic darbu.

Bālā mušmire satur indi, kas ļoti cieši un gandrīz neatgriezeniski bloķē tieši to RNS polimerāzi, kura šūnā veido informācijas RNS. Kad transkripcija apstājas, šūna kādu laiku vēl dzīvo no jau esošajām RNS un olbaltumvielām, bet, tām noārdoties, nekas jauns vairs neveidojas.

Tas izskaidro saindēšanās viltīgo gaitu. Pirmajās stundās parādās gremošanas traucējumi, pēc tam iestājas mānīgs uzlabojums, un tikai pēc tam parādās aknu bojājuma pazīmes, jo tieši aknu šūnas ir visstraujāk strādājošās un pirmās izsmeļ savus krājumus.

Tā ir arī skaidrākā iespējamā ilustrācija tam, ko transkripcija nozīmē dzīvai šūnai. Ja apturēta tikai viena fermenta darbība un vairāk nekas, šūna joprojām elpo, šķeļ cukurus un uztur membrānu, tomēr tā ir nolemta, jo nespēj sevi atjaunot.

Šis piemērs der arī kā praktisks atgādinājums: nepazīstamas savvaļas sēnes neēd, un aizdomu gadījumā palīdzība jāmeklē nekavējoties, pat ja pašsajūta ir uzlabojusies.