RNA-Polymerase

RNA-Polymerasedefinitie

een RNA-polymerase (RNAP), of ribonucleïnezuur-polymerase, is een enzym met meerdere subeenheden dat het transcriptieproces katalyseert waarbij een RNA-polymeer wordt gesynthetiseerd uit een DNA-sjabloon. De sequentie van het RNA-polymeer is complementair aan die van het template-DNA en wordt gesynthetiseerd in een 5’→ 3′ – oriëntatie. Deze bundel van RNA wordt genoemd het primaire transcript en moet worden verwerkt alvorens het binnen de cel functioneel kan zijn.,

RNA-polymerasen interageren met veel eiwitten om hun taak te volbrengen. Deze proteã NEN helpen in het verbeteren van de bindende specificiteit van het enzym, hulp in het afwikkelen van de dubbele spiraalvormige structuur van DNA, moduleren de activiteit van het enzym dat op de vereisten van de cel wordt gebaseerd en veranderen de snelheid van transcriptie. Sommige rnap molecules kunnen de vorming van een polymeer over vierduizend basissen in lengte katalyseren elke minuut. Nochtans, hebben zij een dynamisch bereik van snelheden en zij kunnen af en toe pauzeren, of zelfs bij bepaalde opeenvolgingen stoppen om trouw tijdens transcriptie te handhaven.,

functies van RNA-Polymerase

traditioneel heeft het centrale dogma van de moleculaire biologie naar RNA gekeken als een boodschappermolecuul, dat de gecodeerde informatie uit de kern naar DNA exporteert om de synthese van eiwitten in het cytoplasma aan te drijven: DNA → RNA → eiwit. De andere bekende RNAs zijn overdrachtrna (tRNA) en ribosomal RNA (rRNA) die ook intiem met de eiwit synthetische machines worden verbonden., Nochtans, in de afgelopen twee decennia, is het steeds duidelijker geworden dat RNA een waaier van functies dient, waarvan de eiwitcodage slechts één deel is. Sommigen regelen genuitdrukking, anderen doen dienst als enzymen, sommigen zijn zelfs essentieel in de vorming van gameten. Deze worden niet-codeert of ncRNA genoemd.

aangezien RNAP betrokken is bij de productie van molecules die zo ‘ n brede waaier van rollen hebben, is één van zijn belangrijkste functies het aantal en het soort transcripten van RNA dat in reactie op de vereisten van de cel wordt gevormd te regelen., Een aantal verschillende proteã nen, transcriptiefactoren en signalerende molecules interageren met het enzym, vooral het carboxy-eindeind van één subeenheid, om zijn activiteit te regelen. Men gelooft dat deze verordening cruciaal was voor de ontwikkeling van eukaryotische planten en dieren, waar genetisch identieke cellen differentiële genexpressie en specialisatie in meercellige organismen vertonen.

bovendien hangt de optimale werking van deze RNA – moleculen af van de betrouwbaarheid van de transcriptie-de sequentie in de DNA-template-streng moet nauwkeurig worden weergegeven in het RNA., Zelfs een enkele basisverandering in sommige regio ‘ s kan leiden tot een volledig niet-functioneel product. Daarom, terwijl het enzym de polymerisatiereactie in een korte tijdspanne snel moet werken en voltooien, vereist het robuuste mechanismen om uiterst lage foutenpercentages te verzekeren. Het nucleotidesubstraat wordt gescreend bij veelvoudige stappen voor complementariteit aan de bundel van malplaatjedna. Wanneer het correcte nucleotide aanwezig is, leidt het tot een milieu dat aan katalyse en de verlenging van de bundel van RNA bevorderlijk is. Bovendien, een proeflezen stap maakt het mogelijk onjuiste basen worden verwijderd.,

ten slotte zijn RNA-polymerasen ook betrokken bij post-transcriptionele modificatie van RNAs om ze functioneel te maken, waardoor ze vanuit de kern naar hun uiteindelijke werkingsplaats kunnen worden geëxporteerd.

typen RNA-Polymerase

Er is een opmerkelijke overeenkomst in de RNA-polymerasen gevonden in prokaryoten, eukaryoten, archea en zelfs sommige virussen. Dit wijst op de mogelijkheid dat ze geëvolueerd uit een gemeenschappelijke voorouder., Prokaryotic RNAP wordt gemaakt van vier subeenheden, met inbegrip van een sigma-factor die van het complexe enzym na transcriptieinitiatie scheidt. Terwijl prokaryotes zelfde RNAP gebruiken om de polymerisatie van codage evenals niet-codage RNA te katalyseren, heeft eukaryotes vijf verschillende polymerases van RNA.

Eukaryotic RNAP I is een werkpaard, dat bijna vijftig procent van het transcriptie van RNA in de cel produceert. Het polymeriseert uitsluitend ribosomaal RNA, dat een grote component van ribosomen vormt, de moleculaire machines die eiwitten synthetiseren., De Polymerase II van RNA wordt uitgebreid bestudeerd omdat het bij de transcriptie van de voorlopers van mRNA betrokken is. Het katalyseert ook de vorming van kleine nucleaire RNAs en micro-RNAs. RNAP III transcribeert overdrachtrna, wat ribosomal RNA en een paar andere kleine RNAs en is belangrijk aangezien veel van zijn doelstellingen voor normaal functioneren van de cel noodzakelijk zijn. De polymerasen IV en V van RNA worden uitsluitend in installaties gevonden, en samen zijn essentieel voor de vorming van klein interfererend RNA en heterochromatin in de kern.,

transcriptieproces

transcriptie begint met de binding van het rnap-enzym aan een specifiek deel van het DNA, ook bekend als het promotorgebied. Deze band vereist de aanwezigheid van een paar andere proteã nen – de sigma-factor in prokaryotes en diverse transcriptiefactoren in eukaryotes. Eén reeks proteã NEN genoemd algemene transcriptiefactoren zijn noodzakelijk voor alle eukaryotic transcriptional activiteit en omvatten transcriptie initiatie Factor II A, II B, II D, II E, II F en II H., Deze worden aangevuld door specifieke signalerende molecules die genuitdrukking door die strekt zich niet-codeert DNA stroomopwaarts wordt gevestigd moduleren. Vaak wordt de initiatie meerdere keren afgebroken voordat een stuk van tien nucleotiden wordt gepolymeriseerd. Na dit, beweegt de polymerase voorbij de promotor en verliest de meeste initiatiefactoren.

Dit wordt gevolgd door het afwikkelen van dubbelstrengs DNA, ook bekend als ‘smelten’, om een soort bubbel te vormen waar actieve transcriptie optreedt. Deze ‘ bel ‘ schijnt zich langs de bundel van DNA te bewegen aangezien het polymeer van RNA verlengt., Zodra de transcriptie volledig is, wordt het proces beëindigd en de bundel van RNA wordt verwerkt. Prokaryotic rnap en eukaryotic polymerases I van RNA en II vereisen extra proteã nen van de transcriptiebeëindiging. RNAP III beëindigt transcriptie wanneer er een rek van thyminebasissen op de niet-malplaatje bundel van DNA is.

vergelijking tussen DNA-en RNA-Polymerase

terwijl DNA-en RNA-polymerasen beide nucleotidepolymerisatiereacties katalyseren, zijn er twee belangrijke verschillen in hun activiteit. In tegenstelling tot de polymerases van DNA, hebben de enzymen RNAP geen inleiding nodig om de polymerisatiereactie te beginnen., Zij kunnen ook de reactie van het midden van een bundel van DNA beginnen en de signalen van het ‘einde’ lezen die het complexe enzym veroorzaken om van het malplaatje te scheiden. Tot slot, terwijl de polymerasen van RNA lichtjes langzamer zijn dat hun tegenhangers, hebben zij het voordeel om slechts een aanvullend exemplaar van één bundel van DNA te hoeven maken.

• 3 ‘- > 5’ oriëntatie – directionaliteit van een enkele streng nucleïnezuur die afkomstig is van de nummering van koolstofatomen op de nucleotidesuikerring., Het ene uiteinde van het nucleïnezuur heeft een vrije hydroxylgroep op de derde koolstof en het andere uiteinde heeft een vrije fosfaatgroep in bijlage aan de vijfde koolstof.
• heterochromatine-segmenten van een chromosoom die transcriptioneel stil zijn en dichter lijken te zijn en actief gebieden transcriberen.
• siRNA-klein interfererend RNA zijn korte dubbelstrengs RNA-moleculen die betrokken zijn bij genregulatie door RNA-interferentie.
• Carboxy-terminus-één uiteinde van een eiwit of polypeptide dat een vrije carboxylgroep bevat die is gebonden aan het Alfa-koolstofatoom van het aminozuur., Het andere eind van het polypeptide wordt genoemd n-eindpunt of amino-eindpunt.

Quiz

1. Welke van deze RNA polymerases katalyseert de vorming van boodschapper RNA (mRNA)?
A. RNAP I
B. Rnap II
C. Rnap III
D. RNAP V

2. Welke van deze RNA-polymerasen wordt alleen in planten gevonden?
A. RNAP I en II
B. Rnap I en III
C. Rnap IV en V
D., Geen van de bovenstaande

3. Welke van deze is aanwezig tijdens prokaryotic transcriptie initiatie?
A. Sigma factor
B. transcriptiefactor II A
C. transcriptiefactor II B
D. transcriptiefactor II D