Примерно в 2002 году я попытался осилить молекулярную биологию. Прочел массу литературы по этому вопросу в том числе и статью “Лекция №5. Синтез ДНК, РНК и белков”. Лекция читалась в Московском физико-техническом институте на факультете молекулярной и биологической физики и этот материал должны были все знать от студента до академика.
Но сейчас эта лекция исчезла из интернета, да и сам факультет преобразовали. А вот принципы молекулярной биологии остались те же. Примерно, так интерпретируется режим транскрипции во всех учебных заведениях мира, в том числе и в данной лекции:
“Транскрипция – синтез РНК на ДНК, то есть синтез комплементарной нити РНК на молекуле ДНК осуществляется ферментом РНК-полимеразой. …у высших организмов (эукариотов) – несколько ферментов, они называются РНК-полимеразаⅠ, РНК-полимераза Ⅱ, РНК-полимераза Ⅲ… Каждый вид эукариотической РНК-полимеразы обладает своими специальными функциями, то есть транскрибирует определенный набор генов”.
Как видите смысл транскрипции заключается в том, чтобы информацию, записанную в ДНК в виде гена, перенести на РНК. РНК (рибозонуклеиновая кислота) представляется, как кусочек ветви ДНК, только в ней основания связаны не с дезоксирибозой, как в ДНК, а с рибозой.
Как обычно везде и все указывают на 3 этапа транскрипции: инициацию, элонгацию и терминацию. И это оказывается важным, ибо на каждом из этих участков работают свои органеллы.
Оказывается, что в транскрипции участвует не только конкретный ген, который формирует непосредственно сам белок, но и некоторое окружение этого гена. Это так называемый промотор, который указывает на начало транскрибируемого гена, и терминатор, который определяет конец гена. Это внутренние коды для процесса транскрипции, как коды языка html для браузера.
Как водиться, во всех рассказах о транскрипции указывается или подразумевается, что транскрипция начинается с расплетения некоторого участка ДНК. Вот какую я нашел картинку в статье "Транскрипция и регуляция экспрессии генов."
Из картинки видно, что расплетение осуществляется также, как и при репликации, только нужны две топоизомеразы. Не знаю, они такие же в обоих случаях или они как-то отличаются? Причем по каким признакам выбирается данный участок никто не имеет ни малейшего представления. И только после этого начинается процесс транскрипции.
Первым делом ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой распознается промотор данного гена. А что значит распознается? Это значит, что это фермент обнаружил так называемый ТАТА-бокс, иначе говоря такую последовательность – …ТАТААА… Представляете, как этот фермент, кусочек биологической ткани, на много меньше клетки, в которой происходит данное явление, вдруг узнал эту последовательность? А как узнал? Наверное авторы этой модели предполагают, что в этом ферменте хранился образ данной цепочки с ним и сравнилась обнаруженная последовательность.
Мало того, что ДНК-зависимая РНК-полимераза распознала эту последовательность, так она еще нашла и притащила к основаниям этого бокса комплементарные для них пары и соединила эти комплементарные основания. И это еще не все. Вопреки всем законам природы она на эти спаренные основания посадила не дезоксирибозу, как это требуется в репликации, а посадила рибозу по воле ученого. И это только для того, чтобы РНК-полимеразы смогли и дальше наращивать нуклеотиды с рибозой и получить молекулу РНК.
Пока ДНК-зависимая РНК-полимераза выполняла свою не легкую работу три полимеразы: РНК-полимеразаⅠ, РНК-полимеразаⅡ и РНК-полимеразаⅢ толпились возле транскрибируемого гена, пытаясь определить, которой из них браться за работу. Что это за ген? Это ген белка, предназначенного для строительства органов объекта (иРНК), ген белка, предназначенного для строительства рибосомы (рРНК) или это ген, предназначенный для транспортной РНК (тРНК), в которой всего один триплет.
А что если в матричном или информационном гене окажется тройка, которая покажется привлекательной для транспортной молекулы, да еще и после этой тройки будут следовать несколько пар из концевого бокса, но не полный бокс, а какие-то смысловые кодоны? Не возникнет ли конфликт?
А может быть сами эти 3 полимеразы ничего не решают? Может быть что-то укажет какой полимеразе работать с этим геном? Тогда возникает вопрос: что и как дает указание полимеразам? И откуда взялось это “что”? В общем вопросов множество: как движется?, почему движется туда, а не сюда?, куда деваются эти все участники транскрипции после ее окончания?, уходят в запас или разлагаются на составные части? Бесконечная череда вопросов без ответов. Да и нельзя дать ответы на эти вопросы, потому что транскрипция осуществляется немножко не так.