I meccanismi della trascrizione del DNA

Fino a questo punto, abbiamo considerato il mantenimento del genoma, cioè, come il materiale genetico è organizzato, protetto e replicato. Ora ci occupiamo invece di come il materiale genetico è espressi, cioè, di come la sequenza di basi del DNA dirige la produzione degli RNA e delle proteine attraverso: la trascrizione (produce un RNA a singolo filamento identico a uno dei filamenti del DNA duplex. Le tre principali classi di RNA sono RNA messaggero - mRNA, RNA transfer - tRNA, RNA ribosomale - rRNA), la maturazione dell'RNA e la traduzione (converte la sequenza nucleotidica di un mRNA nella sequenza di amminoacidi che costituisce una proteina). La trascrizione è, sia chimicamente che enzimaticamente, molto simile alla replicazione del DNA, infatti entrambi i processi utilizzano enzimi che sintetizzano una nuova catena di acidi nucleici complementare al filamento stampo di DNA, ma vi sono rilevanti differenze: 1) la nuova catena è costituita da ribonucleotidi anziché deossiribonucleotidi; 2) l'RNA polimerasi (l'enzima che catalizza la sintesi dell'RNA) non ha bisogno di un primer, difatti può iniziare la trascrizione ex novo; 3) l'RNA prodotto non rimane accoppiato alle basi dello stampo di DNA bensì, l'enzima stacca la catena ribonucleotidica per far sì che l'RNA sintetizzato possa essere tradotto nel suo prodotto proteico; 4) la trascrizione è meno precisa della replicazione (viene commesso un errore ogni 10000 nucleotidi aggiunti, rispetto a uno ogni 10000000 della replicazione), in quanto non vi sono meccanismi di correzione. Comunque, la scelta della regione da trascrivere non è casuale: ciascuna regione contiene uno o più geni e ci sono delle sequenze di DNA che dirigono l'avvio della trascrizione all'inizio di ciascuna regione ed altre alla fine che la fanno terminare.