Transkripsiyon, RNA'nın RNA polimeraz tarafından bir DNA dizisinden sentezlenmesi sürecidir. Bir gen dizisinden bir protein üretmenin ilk adımıdır. Ek olarak, birçok başka protein ve düzenleyici sekans, haberci RNA'nın (mRNA) doğru sentezinde rol oynar. Transkripsiyonun düzenlenmesi, tüm farklı hücre türlerinin farklılaşmasından ve çoğu zaman çevresel sinyallere doğru hücresel tepkiden sorumludur.
Ökaryotlarda, DNA ilk olarak, proteinlerin sentezi için bir şablon olarak hizmet etmek üzere olgun bir mRNA'ya işlenebilen bir birincil RNA'ya veya pre-mRNA'ya kopyalanır. Bununla birlikte, bakteri gibi prokaryotlarda, RNA'nın polipeptitlere çevrilmesi, RNA hızlı bir şekilde parçalanabileceğinden, transkripsiyon devam ederken başlayabilir. Transkripsiyon ayrıca mikroRNA'lar, transfer RNA (tRNA) ve ribozomal RNA (rRNA)&mdash gibi protein kodlamayan farklı türlerde RNA molekülleri üretebilir; bunların tümü protein sentezine katkıda bulunur.
Birkaç istisna dışında, insan vücudundaki tüm hücreler, beyindeki nöronlardan kalpteki kas hücrelerine kadar aynı genetik bilgiye sahiptir. Öyleyse hücreler nasıl bu kadar çeşitli form ve işlevleri üstlenir? Cevap büyük ölçüde organizmanın gelişimi sırasında transkripsiyonun düzenlenmesinde yatmaktadır. Özellikle, transkripsiyonel düzenleme, daha az özelleşmiş öncü hücrelerden kas hücreleri gibi özelleşmiş hücreler üretme sürecinde hücresel farklılaşmada merkezi bir rol oynar. Özelleştirilmiş hücreler üretmek için, öncü hücrelerde bazı genlerin açılması ve bazılarının kapatılması gerekir.
Bu hücresel farklılaşma süreci, hücresel kaderi belirleyebilen genlerin transkripsiyon düzeyini kontrol eden transkripsiyon faktörleri adı verilen DNA bağlayıcı proteinler tarafından yönetilir. Örneğin, omurgalı gelişimi sırasında erken dönemde, gelişmekte olan embriyonun ektoderm katmanındaki hücreler, BMP, WNT ve SHH gibi proteinlerden birkaç indüksiyon sinyali alır. Bu sinyaller, bir dizi geni açan veya kapatan transkripsiyon faktörlerini etkinleştirir. Bu şekilde, transkripsiyonel düzenleme, ektoderm hücrelerinin deri hücreleri mi yoksa sinir sisteminin hücreleri mi olacağını belirler.
Ortamlar uzun süreler için nadiren kararlıdır. Örneğin, bir bitkinin günden güne ve bazen saatten saate maruz kaldığı sıcaklık, yağış ve gıda mevcudiyetindeki değişiklikleri düşünün. Düzgün çalışması için, bireysel organizmalar, büyüme hızları, bağışıklıkları veya davranışları gibi temel özellikleri ayarlayarak bu tür çevresel değişikliklere yanıt vermelidir. Bu ayarlamalar genellikle çok sayıda genin transkripsiyon seviyesinin artırılmasını veya azaltılmasını gerektirir. Örneğin, Arabidopsis thaliana bitkileri kuraklık koşullarına maruz kaldıklarında, kök büyümesini artırmak için yüzlerce genin transkripsiyonunu hızla ayarlar ve bu nedenle topraktan olabildiğince fazla su çeker.
