Инициация транскрипции у эукариот

Эукариотическая транскрипция — это сложный процесс, который эукариотические клетки используют для копирования генетической информации, хранящейся в ДНК, в единицы транспортабельной комплементарной РНК-реплики. Транскрипция генов происходит как в эукариотических, так и в прокариотических клетках. В отличие от прокариотической РНК-полимеразы, которая инициирует транскрипцию всех различных типов РНК, РНК-полимераза эукариот (включая человека) существует в трёх вариантах, каждый из которых транслирует свой тип гена. Эукариотическая клетка имеет ядро, разделяющее процессы транскрипции и трансляции. Транскрипция эукариот происходит в ядре, где ДНК упаковывается в нуклеосомы и более сложные структуры хроматина. Сложность эукариотического генома обусловливает большое разнообразие и сложность контроля экспрессии генов. Транскрипция эукариот происходит в три последовательных этапа: инициацию, элонгацию и терминацию. Транскрибируемые РНК выполняют различные функции. Например, структурные компоненты рибосомы транскрибируются РНК-полимеразой I. Гены, кодирующие белки, транскрибируются РНК-полимеразой II в матричные РНК (мРНК), которые переносят информацию от ДНК к месту синтеза белка. Более широкое распространение получили так называемые некодирующие РНК, составляющие большую часть транскрипционного продукта клетки. Эти некодирующие РНК выполняют множество важных клеточных функций. РНК-полимераза II (Pol II) отвечает за транскрипцию всех мРНК, некоторых мяРНК, siРНК и всех микроРНК.[3][4] Многие транскрипты Pol II временно существуют в виде одноцепочечных РНК-предшественников (пре-РНК), которые далее процессируются для образования зрелых РНК.[1] Например, мРНК-предшественники (пре-мРНК) подвергаются интенсивному процессингу перед выходом в цитоплазму через ядерную пору для трансляции белка. Инициация транскрипции гена у эукариот происходит в несколько этапов.[1] Сначала РНК-полимераза вместе с общими факторами транскрипции связывается с промоторной областью гена, образуя закрытый комплекс, называемый преинициаторным комплексом. Последующий переход комплекса из закрытого состояния в открытое приводит к плавлению или разделению двух цепей ДНК и позиционированию матричной цепи в активном центре РНК-полимеразы. Без необходимости использования праймера РНК-полимераза может инициировать синтез новой цепи РНК, используя матричную цепь ДНК для управления выбором рибонуклеотидов и химическими процессами полимеризации.[1] Однако многие начатые синтезы прерываются до того, как транскрипты достигнут значительной длины (~10 нуклеотидов). Во время этих абортивных циклов полимераза продолжает синтезировать и высвобождать короткие транскрипты, пока не сможет произвести транскрипт длиной более десяти нуклеотидов. По достижении этого порога РНК-полимераза проходит промотор, и транскрипция переходит в фазу элонгации.[2]