Τι είναι μια μονάδα μεταγραφής;

Η μεταγραφή είναι μια διαδικασία που συμβαίνει σε όλα τα ζωντανά κύτταρα. Κατά τη μεταγραφή, δημιουργούνται κλώνοι RNA με βάση το DNA που βρίσκεται μέσα στα κύτταρα. Όταν δημιουργείται ένας κλώνος αγγελιαφόρου RNA (mRNA), χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την παραγωγή πρωτεϊνών κατά τη μετάφραση. Ένας ολόκληρος κλώνος DNA συνήθως δεν μεταγράφεται σε mRNA, αλλά αντίθετα μεταγράφονται συγκεκριμένα τμήματα του DNA, τα οποία ονομάζονται μεταγραφικές μονάδες.

Σε όλους τους κλώνους του DNA που βρίσκονται μέσα στα κύτταρα, υπάρχουν αλληλουχίες νουκλεοτιδίων που κωδικοποιούν τις εκκινήσεις και τις στάσεις. Τα ένζυμα που πραγματοποιούν τη μεταγραφή χρησιμοποιούν αυτούς τους κώδικες για να ξεκινήσουν και να τελειώσουν την παραγωγή κλώνων RNA. Μια μονάδα μεταγραφής είναι η αλυσίδα των νουκλεοτιδίων σε έναν κλώνο DNA που ξεκινά από έναν κωδικό έναρξης και συνεχίζει μέχρι τον κωδικό τερματισμού.

Όταν αναφέρονται στο τμήμα του DNA που μεταγράφεται σε RNA, πολλοί επιστήμονες χρησιμοποιούν τον όρο «μονάδα μεταγραφής» αντί «γονίδιο». Αυτή η αλλαγή στην ορολογία επήλθε επειδή η έρευνα έδειξε ότι το DNA που μεταγράφεται περιέχει πολλά επιπλέον νουκλεοτίδια που δεν χρησιμοποιούνται για το σχηματισμό της πρωτεΐνης. Τα τμήματα του DNA που δεν χρησιμοποιούνται για την κωδικοποίηση μιας πρωτεΐνης ονομάζονται εσώνια και τα τμήματα που κωδικοποιούν την πρωτεΐνη ονομάζονται εξόνια.

Συχνά, υπάρχουν πολλά περισσότερα μη κωδικοποιητικά ιντρόνια που βρίσκονται σε μια αλυσίδα DNA από ό,τι υπάρχουν εξόνια. Ένα γονίδιο είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει την αλληλουχία νουκλεοτιδίων DNA που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη. Θεωρήθηκε ότι ήταν συνεχές, αλλά η έρευνα έδειξε ότι τα γονίδια δεν είναι συνεχείς κλώνοι αλλά διασπώνται σε εξόνια σε όλη τη μονάδα μεταγραφής του DNA.

Η μονάδα μεταγραφής περιέχει τόσο ιντρόνια όσο και εξόνια, τα οποία κωδικοποιούνται σε RNA από το ένζυμο RNA πολυμεράση. Αφού παραχθεί ο κλώνος mRNA και προτού μεταφραστεί σε πρωτεΐνη, τα εσώνια αφαιρούνται από το RNA. Το μάτισμα κόβει τα εσώνια από τον κλώνο του mRNA και στη συνέχεια ενώνει τα υπόλοιπα κομμάτια μεταξύ τους για να σχηματίσει τον τελικό κλώνο που θα χρησιμοποιηθεί για μετάφραση.

Ο τελικός κλώνος του mRNA που δημιουργείται μετά το μάτισμα μπορεί να μην είναι πάντα ο ίδιος. Το εναλλακτικό μάτισμα αναφέρεται στο γεγονός ότι τα ίδια ιντρόνια μπορούν να αφαιρεθούν από έναν κλώνο mRNA, αλλά τα εξόνια μπορούν να ενωθούν μεταξύ τους με διαφορετικούς τρόπους. Αυτό σημαίνει ότι μια μεμονωμένη μονάδα μεταγραφής μπορεί στην πραγματικότητα να κωδικοποιεί διαφορετικές πρωτεΐνες, λόγω του γεγονότος ότι η τελική αλληλουχία του κλώνου mRNA μπορεί να είναι διαφορετική με βάση το ποια εξόνια είναι ενωμένα μεταξύ τους και με ποια σειρά.