RNA-Polymerase Definition

EN RNA-polymerase (RNAP), eller ribonukleinsyre-polymerase er en multi-underenheden enzym, der katalyserer processen for transskription, hvor en RNA-polymer er syntetiseret fra en DNA-skabelon. Sekvensen af RNA-polymeren er komplementær til template-DNA ‘et og syntetiseres i en 5’ 3 3 ‘ – orientering. Denne RNA-streng kaldes det primære transkript og skal behandles, før det kan være funktionelt inde i cellen.,

RNA-polymeraser interagerer med mange proteiner for at udføre deres opgave. Disse proteiner hjælper med at forbedre en .ymets bindende specificitet, hjælper med at afvikle den dobbelte spiralformede struktur af DNA, modulere en .ymets aktivitet baseret på cellens krav og ændre transkriptionshastigheden. Nogle rnap-molekyler kan katalysere dannelsen af en polymer over fire tusind baser i længden hvert minut. Imidlertid, de har et dynamisk interval af hastigheder, og de kan lejlighedsvis pause, eller endda stoppe ved bestemte sekvenser for at opretholde troskab under transkription.,

Funktioner af RNA-Polymerase

Traditionelt, det centrale dogme for molekylær biologi har kigget på som en messenger RNA molekyle, der eksporterer de oplysninger, der er kodet i DNA ‘ et ud af kernen for at drive syntese af proteiner i cytoplasma: DNA → RNA → Protein. De andre velkendte RNA ‘ er er transfer RNA (tRNA) og ribosomalt RNA (rRNA), som også er tæt forbundet med proteinsyntetiske maskiner., I løbet af de sidste to årtier er det imidlertid blevet mere og mere klart, at RNA tjener en række funktioner, hvoraf proteinkodning kun er en del. Nogle regulerer genekspression, andre fungerer som en .ymer, nogle er endda afgørende for dannelsen af gameter. Disse kaldes ikke-kodning eller ncRNA.

da RNAP er involveret i produktionen af molekyler, der har en så bred vifte af roller, er en af hovedfunktionerne at regulere antallet og typen af RNA-transkripter dannet som reaktion på cellens krav., En række forskellige proteiner, transkriptionsfaktorer og signalmolekyler interagerer med en .ymet, især den Carbo .y-terminale ende af en underenhed, for at regulere dens aktivitet. Det antages, at denne forordning var afgørende for udviklingen af eukaryote planter og dyr, hvor genetisk identiske celler viser differentieret genekspression og specialisering i multicellulære organismer.

derudover afhænger den optimale funktion af disse RNA – molekyler af transkriptionens troskab-sekvensen i DNA-skabelonstrengen skal repræsenteres nøjagtigt i RNA ‘ et., Selv en enkelt baseændring i nogle regioner kan føre til et helt ikke-funktionelt produkt. Derfor, mens en .ymet skal arbejde hurtigt og fuldføre polymerisationsreaktionen på kort tid, har det brug for robuste mekanismer for at sikre ekstremt lave fejlhastigheder. Nukleotidsubstratet screenes ved flere trin for komplementaritet med template DNA-strengen. Når det korrekte nukleotid er til stede, skaber det et miljø, der fremmer katalyse og forlængelsen af RNA-strengen. Derudover tillader et korrekturlæsningstrin, at Forkerte baser udskæres.,

Endelig, RNA polymeraser er også involveret i post-transkriptionel modifikation af Rna til at gøre dem funktionelle, lette deres eksport fra kernen mod deres ultimative stedet for handling.

typer af RNA-Polymerase

Der er bemærkelsesværdig lighed i RNA-polymeraserne, der findes i prokaryoter, eukaryoter, archea og endda nogle vira. Dette peger på muligheden for, at de udviklede sig fra en fælles forfader., Prokaryote RNAP er lavet af fire underenheder, herunder en sigma-faktor, der dissocierer fra enzym kompleks efter transkription indledningen. Mens prokaryoter bruger den samme RNAP til at katalysere polymerisationen af kodning såvel som ikke-kodende RNA, har eukaryoter fem forskellige RNA-polymeraser.eukaryotisk Rnap I er en arbejdshest, der producerer næsten halvtreds procent af RNA ‘ et transkriberet i cellen. Det polymeriserer udelukkende ribosomalt RNA, som danner en stor komponent af ribosomer, de molekylære maskiner, der syntetiserer proteiner., RNA-Polymerase II studeres omfattende, fordi det er involveret i transkriptionen af mRNA-forstadier. Det katalyserer også dannelsen af små nukleare RNA ‘er og mikro RNA’ er. RNAP III transkriberer transfer RNA, nogle ribosomale RNA og et par andre små RNA ‘ er og er vigtig, da mange af dens mål er nødvendige for normal funktion af cellen. RNA-polymeraser IV og v findes udelukkende i planter, og sammen er afgørende for dannelsen af små interfererende RNA og heterochromatin i kernen.,

Transkriptionsproces

transkription begynder med bindingen af RNAP-en .ymet til en bestemt del af DNA ‘ et, Også kendt som promotorregionen. Denne binding kræver tilstedeværelse af et par andre proteiner – sigma-faktoren i prokaryoter og forskellige transkriptionsfaktorer i eukaryoter. Et sæt proteiner kaldet generelle transkriptionsfaktorer er nødvendige for al eukaryotisk transkriptionel aktivitet og inkluderer Transkriptionsinitieringsfaktor II A, II B, II D, II E, II F og II H., Disse suppleres med specifikke signalmolekyler, der modulerer genekspression gennem strækninger af ikke-kodende DNA placeret opstrøms. Ofte afbrydes initiering flere gange, før en strækning på ti nukleotider polymeriseres. Herefter bevæger polymerasen sig ud over promotoren og mister de fleste initieringsfaktorer.

Dette efterfølges af afvikling af dobbeltstrenget DNA, også kendt som ‘smeltning’, for at danne en slags boble, hvor aktiv transkription forekommer. Denne ‘boble’ ser ud til at bevæge sig langs DNA-strengen, når RNA-polymeren forlænges., Når transskriptionen er afsluttet, afsluttes processen, og RNA-strengen behandles. Prokaryote RNAP og eukaryote RNA-polymeraser i og II kræver yderligere transkriptionstermineringsproteiner. RNAP III afslutter transskription, når der er en strækning af thymin baser på den ikke-skabelon streng af DNA.

sammenligning mellem DNA og RNA-Polymerase

mens DNA og RNA-polymeraser begge katalyserer nukleotidpolymerisationsreaktioner, er der to store forskelle i deres aktivitet. I modsætning til DNA-polymeraser behøver RNAP-en .ymer ikke en primer for at starte polymerisationsreaktionen., De er også i stand til at starte reaktionen fra midten af en DNA-streng og læse ‘STOP’ – signaler, der får en .ymkomplekset til at adskille sig fra skabelonen. Endelig, mens RNA-polymeraser er lidt langsommere end deres modstykker, har de fordelen ved kun at skulle lave en komplementær kopi af en DNA-streng.

  • 3 ‘- > 5’ orientering – retning af en enkelt streng af nukleinsyre, der stammer fra nummereringen af carbonatomer på nukleotidsukkerringen., Den ene ende af nukleinsyren har en fri hydro .ylgruppe på det tredje kulstof, og den anden ende har en fri phosphatgruppe bundet til det femte kulstof.
  • Heterochromatin-segmenter af et kromosom, der er transkriptionelt tavse og ser ud til at være tættere, der aktivt transkriberer regioner.
  • siRNA-lille interfererende RNA er korte dobbeltstrengede RNA-molekyler involveret i genregulering gennem RNA-interferens.
  • Carboxy-terminus – den Ene ende af et protein eller polypeptid, der indeholder en gratis carboxylgrupper gruppe er knyttet til alpha-carbon-atom af aminosyrer., Den anden ende af polypeptidet kaldes N-terminus eller amino-terminus.

Quui.

1. Hvilke af disse RNA-polymeraser katalyserer dannelsen af messenger RNA (mRNA)?
A. RNAP jeg
B. RNAP II
C. RNAP III
D. RNAP V

Svar til Spørgsmål #1
B er korrekt. RNAP i og III katalyserer dannelsen af rRNA og andet lille RNA. RNAP V er involveret i dannelsen af heterochromatin.

2. Hvilke af disse RNA-polymeraser findes kun i planter?
A. RNAP i og II
B. RNAP i og III
C. RNAP IV og V
D., Intet af ovenstående

svar på spørgsmål #2
C er korrekt. Resten findes i alle eukaryoter.

3. Hvilken af disse er til stede under prokaryotisk transkriptionsinitiering?
A. Sigma factor
B. transskription Factor II a
C. transkription Factor II b
D. transkription Factor II D

svar på spørgsmål #3
a er korrekt. Alle de andre er kun til stede i eukaryoter.