RNS Polimeráz

RNS Polimeráz Definíció

EGY RNS polimeráz (RNAP), vagy ribonucleic sav polimeráz, egy több alegység enzim, hogy katalizálja a folyamatot, átírás, ahol egy RNS-polimer szintetizált DNS-sablon. Az RNS-polimer szekvenciája kiegészíti a sablon DNS-ét, és 5’→ 3′ orientációban szintetizálódik. Ezt az RNS-szálat elsődleges átiratnak nevezik, amelyet feldolgozni kell, mielőtt a sejten belül működőképes lehet.,

az RNS polimerázok sok fehérjével kölcsönhatásba lépnek feladatuk teljesítése érdekében. Ezek a fehérjék segítik az enzim kötési specificitásának fokozását, segítik a DNS kettős spirális szerkezetének lazítását, modulálják az enzim aktivitását a sejt igényei alapján, és megváltoztatják a transzkripció sebességét. Egyes RNAP molekulák percenként több mint négyezer bázisú polimer képződését katalizálhatják. Azonban dinamikus sebességtartományuk van, időnként szünetelhetnek, vagy akár megállhatnak bizonyos szekvenciákon annak érdekében, hogy megőrizzék a hűséget az átírás során.,

az RNS polimeráz funkciói

hagyományosan a molekuláris biológia központi dogmája az RNS-t hírvivő molekulának tekintette, amely a sejtmagból DNS-be kódolt információt exportálja annak érdekében, hogy a fehérjék szintézisét a citoplazmában vezesse: DNS → RNS → fehérje. A másik jól ismert RNS a transzport RNS (tRNS) és riboszomális RNS (rRNS), amelyek szintén szorosan kapcsolódnak a protein szintetikus gépekhez., Az elmúlt két évtizedben azonban egyre világosabbá vált, hogy az RNS számos funkciót szolgál, amelyek közül a fehérje kódolása csak egy rész. Egyesek szabályozzák a gén expresszióját, mások enzimekként működnek, egyesek még az ivarsejtek kialakulásában is kulcsfontosságúak. Ezeket nem kódolásnak vagy ncRNA-nak nevezik.

mivel az RNAP olyan molekulák előállításában vesz részt, amelyeknek ilyen széles szerepe van, egyik fő funkciója a sejt igényeire válaszul kialakult RNS-transzkriptek számának és típusának szabályozása., Számos különböző fehérje, transzkripciós faktor és jelátviteli molekula kölcsönhatásba lép az enzimmel, különösen egy alegység karboxi-terminális végével, hogy szabályozza annak aktivitását. Úgy gondolják, hogy ez a rendelet kulcsfontosságú volt az eukarióta növények és állatok fejlődéséhez, ahol a genetikailag azonos sejtek differenciált gén expressziót és specializációt mutatnak a többsejtű szervezetekben.

Ezen túlmenően ezeknek az RNS-molekuláknak az optimális működése a transzkripció hűségétől függ – a DNS-sablon szál szekvenciáját pontosan kell ábrázolni az RNS-ben., Egyes régiókban még egyetlen alapváltozás is teljesen nem funkcionális termékhez vezethet. Ezért, miközben az enzimnek gyorsan kell működnie, és rövid idő alatt ki kell töltenie a polimerizációs reakciót, robusztus mechanizmusokra van szüksége a rendkívül alacsony hibaarányok biztosításához. A nukleotid szubsztrátot több lépésben szűrjük a sablon DNS-szálának komplementaritása érdekében. Amikor a megfelelő nukleotid jelen van, olyan környezetet hoz létre, amely elősegíti a katalízist és az RNS-szál megnyúlását. Ezenkívül a lektorálási lépés lehetővé teszi a helytelen bázisok kivágását.,

Végre, RNS polimeráz is vett részt a poszt-transzkripciós módosítása Rns, hogy azok funkcionális, amely az export a sejtmag felé a végső helyén akció.

az RNS polimeráz típusai

figyelemre méltó hasonlóság van a prokariótákban, eukariótákban, archeákban, sőt néhány vírusban található RNS polimerázokban is. Ez rámutat arra a lehetőségre, hogy egy közös ősből fejlődtek ki., A prokarióta RNAP négy alegységből áll, köztük egy sigma-faktorból, amely a transzkripciós beavatás után disszociál az enzimkomplexből. Míg a prokarióták ugyanazt az RNAP-ot használják a kódolás polimerizációjának katalizálására, valamint a nem kódoló RNS-re, az eukarióták öt különálló RNS polimerázzal rendelkeznek.

Az eukarióta RNAP I egy igásló, amely a sejtben átírt RNS közel ötven százalékát termeli. Kizárólag polimerizálja a riboszomális RNS-t, amely a riboszómák nagy részét képezi, a fehérjéket szintetizáló molekuláris gépeket., Az RNS polimeráz II-t széles körben tanulmányozzák, mivel részt vesz az mRNS prekurzorok transzkripciójában. Katalizálja a kis nukleáris RNS-ek és mikro RNS-ek képződését is. Az RNAP III transzkripálja a transzfer RNS-t, néhány riboszomális RNS-t és néhány egyéb kis RNS-t, és fontos, mivel számos célpontja szükséges a sejt normális működéséhez. Az IV és V RNS polimerázok kizárólag növényekben találhatók meg, és együttesen döntő fontosságúak a kis interferáló RNS és heterokromatin képződéséhez a magban.,

A transzkripció folyamata

a transzkripció az rnap enzim kötődésével kezdődik a DNS egy meghatározott részéhez, más néven promoter régióhoz. Ez a kötés néhány más fehérje jelenlétét igényli – a prokarióták sigma faktora, valamint az eukarióták különböző transzkripciós tényezői. Az összes eukarióta transzkripciós aktivitáshoz egy sor, általános transzkripciós faktornak nevezett fehérje szükséges, és ezek közé tartozik a transzkripciós iniciációs faktor II a, II B, II D, II E, II F és II H., Ezeket speciális jelátviteli molekulák egészítik ki, amelyek modulálják a gén expresszióját az upstream nem kódoló DNS szakaszain keresztül. Gyakran a beavatást többször megszakítják, mielőtt tíz nukleotid szakasz polimerizálódik. Ezt követően a polimeráz túlmutat a promóteren, és elveszíti a legtöbb iniciációs tényezőt.

ezt követi a kettős szálú DNS, más néven “olvadás” feloldása, hogy egyfajta buborékot képezzen, ahol aktív transzkripció történik. Úgy tűnik, hogy ez a “buborék” a DNS-szál mentén mozog, mivel az RNS polimer megnyúlik., A transzkripció befejezése után a folyamat befejeződik, és az RNS-szál feldolgozásra kerül. A prokarióta RNAP és eukarióta RNS polimerázok i és II további transzkripciós végproteineket igényelnek. Az RNAP III megszünteti a transzkripciót, ha a timin bázisok egy szakasza van a DNS nem sablonszálán.

A DNS és az RNS polimeráz összehasonlítása

míg a DNS és az RNS polimerázok egyaránt katalizálják a nukleotid polimerizációs reakciókat, tevékenységükben két fő különbség van. A DNS polimerázokkal ellentétben az RNAP enzimeknek nincs szükségük primerre a polimerizációs reakció megkezdéséhez., Képesek arra is, hogy a reakciót egy DNS-szál közepétől kezdjék el, és olyan “STOP” jeleket olvassanak, amelyek az enzimkomplexet elválasztják a sablontól. Végül, míg az RNS polimerázok kissé lassabbak, mint társaik, azzal az előnnyel rendelkeznek, hogy csak egy DNS-szál kiegészítő másolatát kell készíteniük.

• 3′ – > 5 ‘ orientáció-a nukleinsav egyetlen szálának iránya, amely a nukleotid cukorgyűrű szénatomjainak számozásából származik., A nukleinsav egyik végén szabad hidroxilcsoport található a harmadik szénen, a másik végén pedig egy szabad foszfátcsoport kapcsolódik az ötödik szénhez.
• heterokromatin-olyan kromoszómaszegmensek, amelyek transzkripcionálisan csendesek, és sűrűbbnek tűnnek, amely aktívan átírja a régiókat.
• siRNA-a kis interferáló RNS rövid kettős szálú RNS-molekulák, amelyek az RNS interferencia révén részt vesznek a génszabályozásban.
• karboxi-terminus – egy fehérje vagy polipeptid egyik vége, amely egy szabad karboxilcsoportot tartalmaz, amely az aminosav alfa-szénatomjához kapcsolódik., A polipeptid másik végét N-terminusnak vagy amino-terminusnak nevezik.

kvíz

1. Ezen RNS-polimerázok közül melyik katalizálja a messenger RNS (mRNS) kialakulását?
A. RNAP I
B. RNAP II
C. RNAP III
D. RNAP V