Figura arată transcripția, prima etapă a sintezei proteice. În acest proces, o catenă de ARN mesager (ARNm) se formează după secvența de baze complementare dintr-o catenă de ADN. Informația din ADN este astfel transcrisă pe o moleculă de ARN, care va duce mesajul genetic în citoplasmă, acolo unde se sintetizează proteinele.

Dublul helix de ADN, a cărui structură este prezentată în Figura 2.8, este desenat vertical. Sus și jos, cele două catene sunt răsucite una în jurul celeilalte, iar bazele lor sunt împerecheate după regula din ADN: adenina cu timina, citozina cu guanina. La mijloc, catenele sunt desfăcute, iar acolo lucrează enzima care construiește ARNm. Săgeata de pe enzimă arată sensul în care aceasta se deplasează, în sus, iar ARNm deja format rămâne în urma ei, dedesubt.

Ce se vede în desen

• Lanțul inactiv de ADN: catena violet, care în porțiunea desfăcută trece prin stânga. Rămâne dormantă: nu este citită, iar bazele ei stau neîmperecheate.
• Catena ADN (matriță): catena roz din dreapta, după care se citește informația. În porțiunea desfăcută, bazele ei sunt împerecheate cu bazele noului ARN, cu excepția celor din dreptul săgeții, care urmează abia să fie citite.
• ARN-polimeraza: discul întunecat de la mijloc. Este enzima care se leagă de ADN la locul unde gena va fi exprimată și se deplasează de-a lungul catenei-matriță, citind nucleotidele una câte una.
• ARN-ul mesager transcris: catena portocalie, nouă, care crește în urma enzimei. Porțiunea deja formată se desprinde de matriță și iese din helix în dreapta jos. Capătul ei este notat 5′, iar săgeata „Spre citoplasmă” arată încotro va pleca molecula.

Legenda din colțul din dreapta sus dă culoarea fiecărei baze azotate. Timina apare doar pe catenele de ADN, iar uracilul doar pe ARNm, pentru că ARN-ul conține uracil în loc de timină.

Cum decurge procesul

1. ARN-polimeraza se leagă de una dintre catenele dublului helix, la locul unde gena va fi exprimată, iar cealaltă catenă rămâne dormantă.
2. Enzima se deplasează de-a lungul catenei-matriță și citește nucleotidele una câte una. Sunt selectate nucleotidele disponibile cu baze complementare, care se așază astfel încât să formeze molecula de ARNm, după principiul complementarității bazelor azotate.
3. Lanțul de ARNm se alungește până când se primește un semnal de terminare a procesului.
4. Când sinteza este completă, molecula de ARNm trece printr-un por al membranei nucleare și ajunge în citoplasmă, la ribozomi. Între timp, molecula de ADN se răsucește la loc și formează din nou un dublu helix.

Regula de împerechere

ARN-ul seamănă cu ADN-ul, cu două excepții: conține glucida riboză în loc de dezoxiriboză, iar nucleotidele lui conțin baza azotată uracil în loc de timină. La împerechere se vede a doua diferență: noile nucleotide se așază după aceleași reguli ca în ADN, doar că în locul timinei apare uracilul.

• Citozină în ADN: în ARN este inserată guanină, și viceversa.
• Timină în ADN: în ARN este plasată adenină.
• Adenină în ADN: în ARN este inserat uracil.

Perechile se pot verifica pe desen, în porțiunea desfăcută: în dreptul fiecărei adenine de pe matriță, ARNm are uracil, în dreptul timinei deja transcrise are adenină, iar citozinele și guaninele sunt împerecheate între ele. Dacă citești apoi, rând cu rând, în rândurile deja transcrise, bazele lanțului inactiv și pe cele ale ARNm, vei vedea aceeași succesiune, cu uracil în locul fiecărei timine. Nu e o coincidență: ambele catene sunt complementare cu aceeași matriță.

Codonii

Nucleotidele catenei de ARNm se citesc în grupe de câte trei, numite codoni. Un codon poate fi, de exemplu, CGA (citozină-guanină-adenină), CUC, AAA sau orice altă combinație a celor 4 nucleotide. Succesiunea codonilor este mesajul pe care ARNm îl duce la ribozomi, unde, în etapa următoare, translația (Figura 3.10) stabilește ordinea aminoacizilor din proteină.

De reținut

Manualul rezumă transcripția într-o singură frază: „Transcripția reprezintă sinteza de ARNm, utilizând secvența de baze a ADN-ului pentru a determina secvența ARNm.” Locul transcripției în ansamblul sintezei proteice (în nucleu, înaintea deplasării ARNm în citoplasmă și a translației la ribozom) este rezumat în Figura 3.11.