Транскрипция — это процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, перенос генетической информации с ДНК на РНК. Транскрипция катализируется ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Процесс синтеза РНК протекает в направлении от 5'- к 3'- концу, при этом матричная цепь ДНК всегда антипараллельна синтезируемой нуклеиновой кислоте (комплементарна ей). Транскриптон — участок ДНК, ограниченный промотором и терминатором. Он является функциональной единицей транскрипции. В пределах транскриптона копируется только одна из двух нитей ДНК, которая называется транскрибируемой. Вторая нить ДНК называется смысловой, она совпадает с мРНК по последовательности нуклеотидов и не используется в процессе транскрипции. В зависимости от структуры РНК различают три основных типа РНК: информационная или матричная РНК (иРНК или мРНК) — содержит информацию о первичной структуре белка; рибосомальная РНК (рРНК) — входит в состав рибосом; * транспортная РНК (тРНК) — переносит аминокислоты к месту синтеза белка. Процесс транскрипции происходит в ядре клетки. Синтезированная молекула РНК поступает в цитоплазму, где участвует в процессе трансляции — синтеза белка на рибосомах. У прокариот синтез всех трёх типов РНК осуществляется одним и тем же ферментом. У эукариот — тремя разными РНК-полимеразами: 1. РНК-полимераза I синтезирует рРНК; 2. РНК-полимераза II синтезирует мРНК; 3. РНК-полимераза III синтезирует тРНК. #### Этапы транскрипции 1. Инициация. Происходит связывание РНК-полимеразы с промотором, после чего двойная спираль ДНК расплетается, и начинается синтез мРНК. После освобождения от белковых факторов инициации фермент осуществляет синтез молекулы мРНК со скоростью 40–50 нуклеотидов в секунду. 2. Элонгация. По мере движения РНК-полимеразы по матрице ДНК происходит присоединение комплементарных рибонуклеозидтрифосфатов, образование водородных связей между нуклеотидами и освобождение пирофосфата. Молекула РНК последовательно растёт. 3. Терминация. Достигнув конца транскриптона, РНК-полимераза встречает на своём пути специфическую последовательность нуклеотидов (терминатор), который служит сигналом к прекращению синтеза РНК. Фермент отделяется от матрицы, а новосинтезированная мРНК через поры в ядерной мембране выходит в цитоплазму. #### Регуляция транскрипции у прокариот Регуляция активности генов прокариот осуществляется на этапе инициации. Наиболее изучен негативный тип регуляции, при котором белок-репрессор связывается с оператором и блокирует транскрипцию. Белок-репрессор синтезируется под контролем гена-регулятора. Эта схема регуляции называется негативной индукцией. При позитивном типе регуляции активатор взаимодействует с промоторной областью гена и облегчает посадку РНК-полимеразы. Такой тип регуляции называется позитивной индукцией. Позитивная регуляция обычно встречается в случае катаболических ферментов, которые необходимы клетке только при наличии определённого вещества. Также существует негативная репрессия, при которой белок-активатор связывается с регуляторным участком и стимулирует транскрипцию оперона. Примером негативной репрессии может служить триптофановый оперон. Таким образом, транскрипция — это сложный и многоэтапный процесс, который играет ключевую роль в передаче генетической информации и синтезе белков. Транскрипция позволяет клеткам адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды и обеспечивает разнообразие функций живых организмов. #### Вопросы для закрепления темы 1. Что такое транскрипция? 2. Какие типы РНК существуют? 3. Как происходит транскрипция у прокариот и эукариот? 4. Какие этапы включает в себя процесс транскрипции? 5. Что такое транскриптон? 6. Что такое регуляция транскрипции и какие её виды существуют? 7. Приведите примеры регуляции транскрипции у прокариот. 8. Какую роль играет транскрипция в жизни клеток и организмов? 9. Почему транскрипция является важным процессом в биологии? #### Пример задачи На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды расположены в такой последовательности: А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т. Определите структуру второй цепи ДНК, нуклеотидный состав и-РНК и первичную структуру белка, закодированного в этой молекуле ДНК.