RNA-Polymeraasi Määrittely

RNA-polymeraasi (RNAP), tai ribonukleiinihappo-polymeraasi, on multi-alayksikkö entsyymi, joka katalysoi transkriptio prosessi, jossa RNA-polymeerin syntetisoidaan DNA-malli. Sekvenssin RNA-polymeerin täydentää, että mallin DNA: n ja syntetisoidaan 5’→ 3′ suunta. RNA strand kutsutaan ensisijainen transkriptio ja täytyy käsitellä, ennen kuin se voi olla toimiva solun sisällä.,

RNA-polymeraasit vuorovaikuttavat monien proteiinien kanssa tehtävän suorittamiseksi. Nämä proteiinit auttavat lisäämään sitova spesifisyys entsyymi, tuki purkautuisi double helix DNA: n rakenteen, muokkaavan entsyymin aktiivisuus perustuu vaatimuksiin solun ja muuttaa nopeutta transkriptio. Jotkut RNAP-molekyylit voivat katalysoida polymeerin muodostumista yli neljäntuhannen emästen pituisena joka minuutti. Niillä on kuitenkin dynaaminen valikoima nopeuksia ja ne voivat ajoittain pysähtyä tai jopa pysähtyä tietyissä sekvensseissä säilyttääkseen uskollisuuden transkription aikana.,

Toiminnot RNA-Polymeraasi

Perinteisesti central dogma of molecular biology on katsonut RNA messenger molekyyli, että vienti tiedot koodataan DNA: ydin jotta ajaa synteesi proteiineja sytoplasmassa: DNA → RNA → Proteiini. Muita tunnettuja RNAs ovat siirtäjä-RNA (tRNA) sekä ribosomaalinen RNA (rRNA), jotka ovat myös läheisesti yhteydessä proteiinin synteettinen koneet., Kahden viime vuosikymmenen aikana on kuitenkin käynyt yhä selvemmäksi, että RNA palvelee useita toimintoja, joista proteiinikoodaus on vain yksi osa. Jotkut säätelevät geenien ilmentymistä, toiset toimivat entsyymeinä, jotkut ovat jopa ratkaisevia sukusolujen muodostumisessa. Näitä kutsutaan koodaamattomiksi tai ncRNA: ksi.

Koska RNAP on mukana tuotannon molekyylit, että on niin monenlaisia rooleja, yksi sen tärkeimmistä tehtävistä on säädellä määrä ja tavallaan RNA selostukset muodostunut vastauksena solun vaatimukset., Useat eri proteiinit, transkriptiotekijät ja signalointimolekyylit vuorovaikuttavat entsyymin kanssa, erityisesti yhden alayksikön karboksi-terminaalinen pää, sen toiminnan säätelemiseksi. Uskotaan, että tämä asetus on kehityksen kannalta ratkaisevan tärkeää, eukaryoottisesta kasveja ja eläimiä, jossa geneettisesti identtisiä solujen ssa ero geenien ilmentyminen ja erikoistuminen monisoluisten organismien.

lisäksi, optimaalista toimintaa näiden RNA-molekyylien riippuu uskollisuus transkriptio – sekvenssi DNA-mallin strand on oltava edustettuna tarkasti RNA., Yksikin pohjamuutos voi joillakin alueilla johtaa täysin toimimattomaan tuotteeseen. Siksi vaikka entsyymin on toimittava nopeasti ja saatettava polymerointireaktio päätökseen lyhyessä ajassa, se tarvitsee vankkoja mekanismeja erittäin alhaisen virhetason varmistamiseksi. Nukleotidin substraatti on seulottu useita vaiheet täydentävät malli DNA-strand. Kun oikea nukleotidi on läsnä, se luo suotuisan ympäristön katalyysi ja venymä RNA strand. Lisäksi oikoluku vaihe mahdollistaa virheelliset emäkset voidaan poistaa.,

Lopulta, RNA-polymerases, ovat myös mukana post-transkription muuttaminen RNAs tehdä niistä toimiva, helpottaa niiden vienti ytimestä kohti heidän lopullinen sivuston toimintaa.

RNA-polymeraasin tyypit

prokaryooteissa, eukaryooteissa, arkkiatrikaaneissa ja jopa joissakin viruksissa on huomattavaa samankaltaisuutta RNA-polymeraasien suhteen. Tämä viittaa siihen mahdollisuuteen, että ne kehittyivät yhteisestä esi-isästä., Prokaryooteilla RNAP on tehty neljästä alayksiköstä, mukaan lukien sigma-tekijä, joka hajoaa alkaen entsyymin monimutkainen, kun transkriptio aloittamista. Kun prokaryootit käyttää samaa RNAP katalysoimaan polymerointi koodaus sekä non-coding RNA, eukariooteissa on viisi eri RNA-polymerases.

Aitotumallisilla RNAP minulla on työjuhta, joka tuottaa lähes viisikymmentä prosenttia RNA puhtaaksi solussa. Se yksinomaan polymerisoituu ribosomaalisen RNA, joka muodostaa suuren osa ribosomit, molekyyli koneita, jotka syntetisoivat proteiineja., RNA-polymeraasi II: ta tutkitaan laajasti, koska se osallistuu mRNA-lähtöaineiden transkriptioon. Se myös katalysoi pienten ydinrnas-ja mikro-RNAs-yhdisteiden muodostumista. RNAP III transcribes siirtäjä-RNA, jotkut ribosomal RNA ja muutama muu pieni RNAs ja on tärkeää, koska monet sen tavoitteista ovat tarpeen normaalin toiminnan solun. RNA-polymerases, IV ja V on löytynyt yksinomaan kasveja, ja yhdessä ovat välttämättömiä muodostumista pieniä häiritseviä RNA ja heterochromatin tumassa.,

Transkriptio Prosessi

Transkriptio alkaa sitova RNAP-entsyymin tiettyyn osa DNA: ta, joka tunnetaan myös nimellä promoottori-alueella. Tämä sitoutuminen edellyttää muutaman muun proteiinin – prokaryoottien sigma-tekijän ja eukaryoottien erilaisten transkriptiotekijöiden läsnäoloa. Yksi joukko proteiineja kutsutaan yleisesti transkriptio tekijät ovat tarpeen kaikkien eukaryoottisesta transkription toimintaa ja ovat Transkriptio Aloittamista Tekijä, II A, II B, II D II-E, II-F ja II H., Näitä täydentävät erityiset signalointimolekyylit, jotka moduloivat geenien ilmentymistä ylävirtaan sijoitettujen ei-koodaavan DNA: n osuuksien kautta. Usein aloitus keskeytetään useita kertoja ennen kuin kymmenen nukleotidin venytys polymeroituu. Tämän jälkeen polymeraasi siirtyy promoottoria pidemmälle ja menettää suurimman osan aloitustekijöistä.

Tämän jälkeen purkautumiseen kaksinkertaisen pulaan DNA: ta, joka tunnetaan myös nimellä ”sulaa”, muodostaen eräänlainen kupla, jossa aktiivinen transkriptio tapahtuu. Tämä ”kupla” näyttää liikkuvan DNA-juostetta pitkin RNA-polymeerin venyessä., Kun transkriptio on valmis, prosessi päättyy ja RNA-juoste käsitellään. Prokaryoottiset rnap-ja eukaryoottiset RNA-polymeraasit I ja II vaativat lisää transkription päättymisproteiineja. RNAP III päättyy transkriptio, kun on venyttää Tymiini tukikohtia non-template DNA: ta.

Vertailu DNA-ja RNA-Polymeraasi

Vaikka DNA-ja RNA-polymeraasien sekä katalysoivat nukleotidin polymerointi reaktioita, on olemassa kaksi suuria eroja niiden toimintaan. Toisin kuin DNA-polymeraasit, rnap-entsyymit eivät tarvitse primeria polymeroitumisreaktion aloittamiseksi., Lisäksi ne pystyvät alkaa reaktio keskeltä DNA strand ja lukeminen ”STOP” – signaaleja, jotka aiheuttavat entsyymi monimutkainen erottaa mallista. Lopuksi, kun taas RNA-polymeraaseja on hieman hitaampi, että heidän kollegansa, he on etu vain tarvitsee tehdä täydentäviä kopioida yhden lohkon DNA.

  • 3′ -> 5′ suunta – Suunta yhden lohkon nukleiinihappo, joka juontuu numerointi hiiliatomia on nukleotidin sokeria rengas., Toinen pää nukleiinihappo on vapaa hydroksyyliryhmä kolmannen hiilen ja toinen pää on vapaa fosfaatti ryhmä kiinnitetty viidentenä hiiltä.
  • Heterochromatin – Segmenttien kromosomi, jotka ovat transcriptionally hiljaa ja näyttäisi olevan tiheämpi, että aktiivisesti puhtaaksi alueilla.
  • siRNA – Pieniä häiritseviä RNA ovat lyhyitä kaksinkertaisen pulaan RNA molekyylejä mukana geenisäätelyn kautta RNA-interferenssi.
  • Karboksi-päähän – Yksi pää proteiini tai polypeptidi, joka sisältää vapaa karboksyyliryhmä kiinnitetty alfa-hiiliatomin aminohappo., Polypeptidin toista päätä kutsutaan N-terminukseksi tai aminotermiksi.

Quiz

1. Mikä näistä RNA-polymeraaseista katalysoi lähetti-RNA: n (mRNA) muodostumista?
A. RNAP
B. RNAP II
C. RNAP III
D. RNAP V

Vastaus Kysymykseen #1
B on oikea. RNAP I ja III katalysoivat rRNA: n ja muun pienen RNA: n muodostumista. Rnap V osallistuu heterokromatiinin muodostumiseen.

2. Mitä näistä RNA-polymeraaseista on vain kasveissa?
A. RNAP I ja II
B. RNAP I ja III
C. RNAP IV ja V
D., Mikään edellä

Vastaus Kysymykseen #2
C on oikea. Loput löytyvät kaikista eukaryooteista.

3. Mikä näistä on läsnä prokaryoottisen transkription aloituksen aikana?
A. Sigma-kerroin
B. Transkriptio Tekijä II
C. Transkriptio Tekijä II B
D. Transkriptio Tekijä II D

Vastaus #3
A on oikea. Kaikki muut ovat läsnä vain eukaryooteilla.