7.4 : Transcription

שעתוק הוא סינתזה של RNA מרצף DNA על ידי RNA פולימראז. זהו הצעד הראשון בהפקת חלבון מרצף גנים. בנוסף, חלבונים רבים אחרים ורצפי בקרה מעורבים בסינתזה נכונה של רנ"א שליח (mRNA). ויסות השעתוק אחראי על התמיינות של סוגים שונים של תאים ולעתים קרובות על התגובה התאית הנכונה לאותות סביבתיים.

שעתוק יכול לייצר סוגים שונים של מולקולות RNA

באיקריוטים, הדנ"א משועתק תחילה לקדם-mRNA, אשר יכול להיות מעובד עוד יותר ל-mRNA בוגר כדי לשמש כתבנית לסינתזה של חלבונים. עם זאת, בפרוקריוטים, תרגום RNA לפוליפפטידים יכול להתחיל בזמן שהשעתוק עדיין נמשך. שעתוק יכול גם לייצר סוגים שונים של מולקולות רנ"א שאינן מקודדות חלבון, כגון מיקרו-רנ"א (miRNAs), רנ"א העברה (tRNA) ורנ"א ריבוזומלי (rRNA) – כולם משפיעים על סינתזת חלבונים.

רגולציה של תמלול היא מרכזית בפיתוח

למעט כמה יוצאים מן הכלל, לכל התאים בגוף האדם יש את אותו מידע גנטי, אך סוגי תאים שונים מווסתים באופן דיפרנציאלי את השעתוק במהלך ההתפתחות. באופן ספציפי, ויסות השעתוק ממלא תפקיד מרכזי בהתמיינות התא – התהליך של ייצור תאים מתמחים, כגון תאי שריר, מהתאים המקדימים הפחות מתמחים. חלק מהגנים בתאים המקדימים חייבים להיות מופעלים ואחרים כבויים כדי לייצר את התאים המתמחים.

תהליך זה של התמיינות התא מתוזמר על ידי חלבונים קושרי דנ"א הנקראים פקטורי שעתוק השולטים ברמת השעתוק של גנים. לדוגמה, במהלך התפתחות מוקדמת של בעלי חוליות, תאים בשכבת האקטודרם של העובר המתפתח מקבלים מספר אותות השראה מחלבונים כגון BMP, WNT ו-SHH. אותות אלה מפעילים גורמי שעתוק שמפעילים או מכבים שורה של גנים. בדרך זו, ויסות שעתוק קובע אם תאי אקטודרם הופכים לתאי עור או תאים של מערכת העצבים.