Semua orang yang mempelajari biologi molekul, biokimia, kejuruteraan genetik, dan beberapa pengetahuan lain yang berkaitan, lambat laun, bertanya soalan: apakah fungsi RNA polymerase? Ini adalah satu topik yang agak kompleks yang masih belum diterokai sepenuhnya, tetapi, bagaimanapun, ia dikenali bahawa ia akan dinyalakan sebagai sebahagian daripada artikel.
maklumat umum
Ia adalah perlu untuk ingat bahawa tidak RNA polymerase eukariot dan prokariot. Yang pertama adalah dibahagikan kepada tiga jenis, setiap yang bertanggungjawab untuk transkripsi gen kumpulan berasingan. Enzim ini diberi nombor untuk kesederhanaan, kerana pertama, kedua dan ketiga polimerase RNA. Prokariot, struktur yang bukan nuklear, apabila disalin beroperasi mengikut diagram di dipermudahkan. Oleh itu, untuk kejelasan, untuk menangkap maklumat sebanyak eukariot mungkin akan dirawat. polymerases RNA adalah struktur yang serupa. Adalah dipercayai bahawa mereka tidak mengandungi kurang daripada 10 rantai polipeptida. Oleh itu RNA polymerase mensintesis 1 (menyalin) gen yang kemudiannya diterjemahkan ke dalam pelbagai protein. Kedua terlibat gen menyalin, yang kemudiannya diterjemahkan ke dalam protein. RNA polymerase 3 menunjukkan pelbagai stabil rendah enzim berat molekul yang sederhana sensitif untuk amatinu alfa. Tetapi kami belum membuat keputusan mengenai apa sebenarnya RNA polymerase! Yang dikenali sebagai enzim yang terlibat dalam sintesis molekul asid ribonucleic. Dalam erti kata yang sempit difahami oleh ini polimerase RNA DNA yang bergantung kepada, yang beroperasi berdasarkan matriks asid deoksiribonukleik. Enzim adalah penting untuk fungsi yang panjang dan berjaya organisma hidup. RNA polymerase boleh didapati dalam semua sel-sel dan banyak virus.
Pembahagian kepada khusus
Bergantung kepada komposisi subunit di polymerases RNA dibahagikan kepada dua kumpulan:
- Tawaran pertama dengan menyalin sebilangan kecil gen dalam genom mudah. Untuk operasi dalam kes ini tidak memerlukan kesan kawal selia kompleks. Oleh itu, di sini merujuk kepada semua enzim yang terdiri daripada hanya satu subunit. Sebagai contoh boleh menyebabkan polimerase RNA bakteriofaj dan mitokondria.
- Kumpulan ini termasuk semua polimerase RNA eukariot dan bakteria, yang sukar diatur. Mereka adalah rumit kompleks mnogosubedinichnye protein yang boleh menyalin beribu-ribu gen yang berbeza. Semasa operasi, gen ini bertindak balas kepada sebilangan besar isyarat pengawalseliaan yang diterima daripada faktor protein dan nukleotida.
bahagian struktur dan fungsi seperti agak bersyarat dan memudahkan keadaan sebenar.
Apakah yang RNA polymerase I?
Mereka tetap fungsi pendidikan transkrip utama gen rRNA, iaitu, mereka adalah yang paling penting. Yang terakhir ini lebih dikenali di bawah penetapan 45S-RNA. panjang mereka adalah kira-kira 13 000 nukleotida. Daripadanya terbentuk 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Kerana kenyataan bahawa mereka dicipta hanya satu transkriptor, badan menerima "jaminan" bahawa molekul akan terbentuk dalam jumlah yang sama. Pada masa yang sama penciptaan RNA terus pergi hanya 7000 nukleotida. Sepanjang transkrip dihina dalam nukleus. Atas apa-apa sisa yang besar adalah dipercayai bahawa ia adalah perlu bagi peringkat awal pembentukan ribosom. Bilangan polymerases ini dalam sel-sel makhluk yang lebih tinggi berlegar di seluruh tanda sebanyak 40 ribu unit.
Bagaimana ia dianjurkan?
Oleh itu, kami mempunyai polymerase pertama RNA (molekul prokariot-struktur) dianggap baik. Dalam kes ini, subunit yang besar, sebagai, sesungguhnya, dan sebilangan besar lain polypeptides berat molekul yang tinggi, terdapat dibezakan dengan jelas domain fungsi dan struktur. Semasa pengklonan gen dan untuk menentukan struktur utama mereka telah dikenal pasti oleh saintis evolutionarily bahagian terpelihara rantai. Menggunakan ungkapan yang baik, penyelidik juga telah dijalankan analisis mutasi yang membolehkan kita untuk bercakap tentang kepentingan fungsi domain individu. Untuk tujuan ini, menggunakan mutagenesis tapak diarahkan untuk menukar rantai polipeptida individu, dan subunit asid amino diubah suai seperti yang digunakan dalam perhimpunan enzim dengan analisis berikutnya harta, yang diperolehi dalam struktur data. Adalah diperhatikan bahawa kerana organisasinya daripada polymerase RNA pertama di hadapan alpha-amatina (bahan yang sangat toksik, yang diperolehi dari cendawan pucat) tidak bertindak balas.
fungsi
Kedua-dua RNA polymerase kedua yang pertama dan mungkin wujud dalam dua bentuk. Salah seorang daripada mereka boleh bertindak untuk memulakan transkripsi tertentu. Kedua - DNA yang bergantung kepada RNA polymerase. Sikap ini ditunjukkan dalam operasi terbesar aktiviti. Tertakluk belajar lebih, tetapi sekarang kita tahu bahawa ia bergantung kepada dua faktor transkripsi, yang dirujuk sebagai SL1 dan UBF. Terutamanya yang kedua - bahawa ia boleh berhubung terus dengan promoter, manakala SL1 UBF memerlukan kehadiran. Walaupun ia telah uji kaji menetapkan bahawa DNA yang bergantung kepada RNA polymerase boleh mengambil bahagian dalam transkripsi pada tahap minimum dan tanpa kehadiran kedua. Tetapi untuk fungsi normal mekanisme ini UBF masih diperlukan. Mengapa begitu? Ketara setakat ini gagal untuk menubuhkan punca tingkah laku ini. Salah satu penjelasan yang paling popular menunjukkan bahawa UBF menyokong sejenis perangsang rDNA transkripsi apabila dia tumbuh dan berkembang. Ketika berehat fasa berlaku, maka mengekalkan tahap minimum yang diperlukan untuk berfungsi. Sebahagian daripada faktor-faktor transkripsi tidak kritikal untuk beliau. Di sini supaya berfungsi RNA polymerase. Fungsi enzim ini membolehkan menyokong main semula kecil "blok bangunan" badan, kerana yang ia sentiasa dikemaskini selama beberapa dekad.
Kumpulan kedua enzim
fungsi mereka dikawal oleh jemaah multiprotein promoter preinitsiatornogo kompleks kelas kedua. Selalunya ini dinyatakan dalam kerja-kerja protein khas - activators. Sebagai contoh adalah TBP itu. Ia dikaitkan faktor yang merupakan sebahagian daripada TFIID. Mereka - sasaran untuk p53, NF kappa B, dan sebagainya. pengaruhnya dalam proses pengawalseliaan dan menyediakan protein dipanggil Rakan pengaktif. Misalnya, Gcn5. Mengapa kita memerlukan protein ini? Mereka berkhidmat sebagai penyesuai yang menyesuaikan interaksi activators dan faktor-faktor yang berada di dalam kompleks preinitsiatorny. Untuk membetulkan transkripsi berlaku, anda mesti mempunyai faktor-faktor pemula perlu. Walaupun enam daripada mereka, secara langsung berinteraksi dengan promoter yang berkenaan satu-satunya. Bagi kes-kes lain memerlukan kompleks terbentuk terlebih dahulu daripada polymerase RNA kedua. Selain itu, semasa proses ini adalah unsur-unsur proksimal bersebelahan - hanya 50-200 pasangan dari tapak di mana transkripsi dimulakan. Ia mengandungi petunjuk pengikatan protein pengaktif.
ciri-ciri khusus
Adakah struktur subunit daripada enzim asal yang berbeza mengenai peranan kerja mereka dalam transkripsi? Jawapan yang tepat kepada soalan ini adalah tidak, tetapi percaya bahawa ia mungkin positif. Bagaimanakah ia memberi kesan kepada RNA polymerase? fungsi enzim struktur yang mudah - pelbagai terhad transkripsi gen (atau sebahagian kecil). Contohnya adalah sintesis RNA primer serpihan Okazaki. Kekhususan promoter daripada polymerases RNA bakteria dan phages bahawa enzim adalah pemegang struktur yang mudah dan adalah pelbagai. Ini dapat dilihat dalam proses replikasi DNA dalam bakteria. Walaupun kita boleh mempertimbangkan ini: struktur kompleks apabila dikaji genom T walaupun faj, semasa pembangunan, ianya dinyatakan bahawa berulang beralih antara pelbagai kumpulan transkripsi gen, didapati bahawa kompleks yang digunakan untuk ini tuan rumah RNA polymerase. Iaitu, enzim mudah dalam kes-kes itu tidak teraruh. Ini bermakna sebilangan akibat:
- RNA polymerase eukariot dan bakteria perlu dapat mengenali promoter yang berbeza.
- Ia adalah perlu bahawa enzim mempunyai tindak balas yang khusus untuk berbeza protein-pengawal selia.
- RNA polymerase juga mesti berupaya untuk mengubah pengiktirafan kekhususan urutan nukleotida template DNA. Untuk melakukan ini, menggunakan pelbagai effectors protein.
Ia mengikuti keperluan badan untuk tambahan "bangunan" unsur-unsur. Protein membantu untuk menyalin kompleks RNA polymerase untuk sepenuhnya menjalankan fungsinya. Ini terpakai, bagi sebahagian besar, enzim struktur yang kompleks, di mana kemungkinan melaksanakan program maklumat yang banyak genetik. Disebabkan oleh pelbagai masalah, kita dapat lihat sejenis struktur hierarki RNA polymerase.
Bagaimana proses transkripsi?
Adakah terdapat gen yang bertanggungjawab untuk perhubungan dengan polimerase RNA? Untuk memulakan transkripsi: proses dalam eukariot berlaku dalam nukleus. Dalam prokariot, ia mengalir dalam mikroorganisma. Hubungan antara polymerase yang merupakan prinsip asas struktur pelengkap molekul mengawan individu. Mengenai isu-isu interaksi boleh mengatakan bahawa DNA hanya template dan tidak berubah semasa transkripsi. Sejak DNA ialah enzim holistik, perkara yang pasti, bahawa gen tertentu bertanggungjawab polimer ini boleh, tetapi ia akan menjadi masa yang sangat lama. Kita tidak harus lupa bahawa DNA yang mengandungi 3.1 bilion sisa nukleotida. Oleh itu, lebih sesuai untuk mengatakan bahawa bagi setiap jenis RNA memenuhi DNAnya. Untuk aliran reaksi polymerase yang memerlukan tenaga dan ribonukle-ozidtrifosfato substrat. Jika mana-mana terbentuk 3 ', bon 5'-phosphodiester antara ribonukleozidmonofosfatami. RNA sintesis molekul bermula pada urutan DNA tertentu (promoter). Proses ini berakhir di laman penamatan (penamatan). Tapak, yang terlibat di sini dipanggil transkripsi. Dalam eukariot, biasanya hanya satu gen, manakala prokariot juga boleh memiliki beberapa keping kod. Setiap transkripsi mempunyai ruang tidak bermaklumat. Mereka berada urutan nukleotida tertentu yang berinteraksi dengan faktor-faktor kawal selia transkripsi dinyatakan di atas.
Bakteria RNA polymerase
Mikroorganisma satu enzim yang bertanggungjawab untuk sintesis mRNA, rRNA dan tRNA. Purata molekul polymerase mempunyai kira-kira 5 subunit. Dua ini kepada ahli sebagai mengikat enzim. Satu lagi subunit yang terlibat dalam permulaan sintesis. Terdapat juga komponen enzim nonspecific untuk berkomunikasi dengan DNA. Dan subunit yang lalu telah membawa polimerase RNA dalam bentuk kerja. Adalah difahamkan bahawa molekul enzim tidak berada dalam "percuma" mengemudi dalam sitoplasma bakteria. Apabila polymerases RNA digunakan, maka mereka mengikat kawasan DNA tidak spesifik dan sedang menunggu sehingga promoter aktif dibuka. Sedikit terganggu dari topik, ia harus berkata bahawa bakteria adalah sangat mudah untuk belajar protein dan pengaruh mereka ke atas asid polymerase yang ribonucleic. Terutamanya mudah bagi mereka untuk percubaan pada rangsangan atau seterusnya mengelakkan unsur-unsur individu. Oleh kerana kadar pembiakan yang tinggi boleh agak cepat mendapatkan hasil yang dikehendaki. Malangnya, kajian manusia tidak boleh dijalankan pada apa-apa kadar yang pesat terima kasih kepada kepelbagaian struktur kami.
RNA polymerase "terperangkap" dalam pelbagai bentuk?
Yang datang kepada kesimpulan yang logik artikel. Perhatian utama telah dibayar kepada eukariot. Tetapi masih ada Arkea dan virus. Jadi, anda mahu membayar sedikit perhatian dan bentuk-bentuk kehidupan. Aktiviti penting dalam Archean hanya ada satu kumpulan polymerases RNA. Tetapi ia adalah sangat serupa dalam sifat-sifatnya dengan tiga persatuan eukariot. Ramai saintis telah mencadangkan bahawa apa yang kita boleh lihat dari Arche sebenarnya moyang evolusi polymerases khusus. Ia juga menarik, dan struktur virus. Seperti yang ditulis sebelum ini, tidak semua daripada organisma ini mempunyai polymerase mereka sendiri. Dan di mana ia adalah, ia adalah satu subunit tunggal. Adalah dipercayai bahawa enzim virus berasal dari polymerases DNA, bukan struktur RNA kompleks. Walaupun disebabkan oleh kepelbagaian kumpulan ini mikroorganisma pelaksanaan yang berbeza memenuhi mekanisme biologi diberikan.
kesimpulan
Malangnya, manusia tidak lagi mempunyai maklumat yang diperlukan vsoy diperlukan untuk pemahaman genom. Dan bahawa hanya dia boleh melakukannya! Hampir semua penyakit adalah pada dasarnya hanya secara genetik - ini terpakai terutamanya kepada virus yang sentiasa memberikan kita masalah kepada jangkitan dan sebagainya. Penyakit yang paling kompleks dan tidak boleh diubati - mereka juga, sebenarnya, secara langsung atau tidak langsung bergantung kepada genom manusia. Apabila kita belajar untuk memahami dalam diri mereka dan akan menggunakan pengetahuan ini untuk manfaat sebilangan besar masalah dan penyakit hanya akan wujud lagi. Kini merupakan perkara yang telah lalu, banyak penyakit sebelum ini dahsyat seperti cacar, wabak. Bersiap sedia untuk pergi beguk, batuk kokol. Tetapi jangan berehat, kerana kita berhadapan dengan jumlah yang lebih besar daripada cabaran yang berbeza yang anda perlukan untuk mencari jawapannya. Dan ia akan ditemui, kerana ia akan berbuat demikian.