Wat is transcriptionele regulatie?
Transcriptionele regulatie is een term die wordt gebruikt om een aantal biologische processen te beschrijven waarmee transcriptie, het proces waardoor de genetische gegevens opgeslagen in DNA worden getranscribeerd naar RNA, wordt gecontroleerd. Transcriptie is een van de belangrijkste stappen in het centrale dogma van de biologie dat het algemene proces beschrijft waarmee genen tot expressie worden gebracht. De onbewerkte genetische gegevens zitten in dubbelstrengs DNA, maar worden vermengd met veel irrelevante gegevens. Door transcriptie worden de gegevens in het dubbelstrengs DNA getranscribeerd naar een enkelstrengs RNA-molecuul en worden de irrelevante gegevens gesplitst. Translatie, de laatste belangrijke stap, vindt plaats wanneer RNA-transcripten worden gebruikt om eiwitten te produceren, de laatste eenheden van genexpressie die talloze functies binnen elk organisme vervullen.
Regulatie van genexpressie kan op elk niveau van het centrale dogma van de biologie voorkomen. Transcriptionele regulatie is een specifieke vorm van genregulatie die optreedt tijdens het transcriptieproces door de snelheid van transcriptie te modereren. Soms houdt dit in dat de transcriptie volledig wordt gestopt om de expressie van een bepaald gen te stoppen, terwijl het andere keren kan betekenen dat de transcriptie wordt geactiveerd om genen te activeren die alleen tijdens bepaalde omgevingscondities worden gebruikt. Transcriptionele regulatie is effectief omdat het de eerste belangrijke stap van genexpressie is. Het vereist aanzienlijk minder gebruik van biologische bronnen dan regulering door translatie of regulering die de prestaties van reeds vertaalde eiwitten beïnvloedt, te voorkomen.
Transcriptionele regulatie is ongelooflijk belangrijk voor het behoud van de gezondheid van een organisme en omvat veel verschillende factoren. Er is bijvoorbeeld een tijdelijke factor voor transcriptionele regulatie; het is vaak belangrijk dat eiwitten met een bepaalde snelheid worden geproduceerd om verschillende belangrijke biologische functies te behouden. Evenzo kan een reactie op omgevingsfactoren vereisen dat transcriptie snel wordt gestart. Het is ook belangrijk om ervoor te zorgen dat transcriptie in de juiste mate plaatsvindt; als er te veel of te weinig eiwitten worden geproduceerd, kunnen belangrijke evenwichten in het lichaam nadelig worden beïnvloed.
Er zijn veel verschillende mechanismen van transcriptionele regulatie. Repressoren en versterkers zijn bijvoorbeeld gespecialiseerde moleculen die het vermogen van een eiwit om te binden aan een promotorplaats op DNA ofwel remmen ofwel versterken om transcriptie te initiëren. Transcriptiefactoren zijn nodig om RNA-polymerase, het eiwit dat verantwoordelijk is voor RNA-synthese, op een geschikte plaats op een DNA-streng voor transcriptie-initiatie te plaatsen. Een hogere concentratie van een gegeven transcriptiefactor zou dan kunnen resulteren in een hogere transcriptiesnelheid.