Mis on transkriptsiooniregulatsioon?

Transkriptsiooniregulatsioon on termin, mida kasutatakse mitmete bioloogiliste protsesside kirjeldamiseks, mille abil kontrollitakse transkriptsiooni ehk protsessi, mille kaudu DNA-sse salvestatud geneetilised andmed transkribeeritakse RNA-ks. Transkriptsioon on üks peamisi samme bioloogia keskses dogmas, mis kirjeldab geenide ekspressiooni üldist protsessi. Toores geneetilised andmed sisalduvad kaheahelalises DNA-s, kuid need on segatud suure hulga ebaoluliste andmetega. Transkriptsiooni kaudu transkribeeritakse kaheahelalises DNA-s sisalduvad andmed üheahelaliseks RNA molekuliks ja ebaolulised andmed splaisseeritakse välja. Tõlkimine, viimane suur samm, toimub siis, kui RNA transkripte kasutatakse valkude tootmiseks, mis on geeniekspressiooni viimased ühikud, mis täidavad igas organismis lugematuid funktsioone.

Geeniekspressiooni reguleerimine võib toimuda bioloogia keskse dogma igal tasandil. Transkriptsiooniline regulatsioon on geeniregulatsiooni spetsiifiline vorm, mis toimub transkriptsiooniprotsessi ajal transkriptsioonikiiruse modereerimise teel. Mõnikord hõlmab see transkriptsiooni täielikku peatamist, et peatada konkreetse geeni ekspressioon, samas kui teinekord võib see tähendada transkriptsiooni aktiveerimist, et aktiveerida geene, mida kasutatakse ainult teatud keskkonnatingimustes. Transkriptsiooniregulatsioon on tõhus, kuna see on geeniekspressiooni esimene suurem samm. See nõuab oluliselt vähem bioloogiliste ressursside kasutamist kui reguleerimine, takistades translatsiooni või reguleerimist, mis mõjutab juba tõlgitud valkude jõudlust.

Transkriptsiooniline regulatsioon on organismi tervise säilitamiseks väga oluline ja hõlmab paljusid erinevaid tegureid. Transkriptsioonilisel regulatsioonil on näiteks ajaline tegur; erinevate oluliste bioloogiliste funktsioonide säilitamiseks on sageli oluline, et valke toodaks teatud kiirusega. Samuti võib keskkonnateguritele reageerimine nõuda transkriptsiooni kiiret käivitamist. Samuti on oluline veenduda, et transkriptsioon toimub sobival määral; kui toodetakse liiga palju või liiga vähe valke, võib oluline tasakaal kehas kahjustada saada.

Transkriptsiooni reguleerimiseks on palju erinevaid mehhanisme. Näiteks repressorid ja võimendajad on spetsiaalsed molekulid, mis kas inhibeerivad või suurendavad valgu võimet seonduda DNA promootorsaidiga, et algatada transkriptsioon. Transkriptsioonifaktorid on vajalikud RNA polümeraasi, RNA sünteesi eest vastutava valgu, paigutamiseks DNA ahela sobivasse kohta transkriptsiooni initsiatsiooniks. Antud transkriptsioonifaktori suurem kontsentratsioon võib seega kaasa tuua suurema transkriptsioonikiiruse.