Elkenien dy't studearret de molekulêre biology, biogemy, Gentechnology, en in oantal oare besibbe kennis, ier of let, freget de fraach: wat is de funksje fan RNA polymerase? Dit is in frij komplekse ûnderwerp dat is noch hielendal nije, mar, dochs, it is bekend dat it sil wurde ferljochte as ûnderdiel fan it artikel.
algemiene ynformaasje
It is needsaaklik om te ûnthâlden dat der RNA polymerase fan eukaryotes en prokaryotes. It earste wurdt fierder opdield yn trije soarten, elk dêrfan is ferantwurdlik foar de transkripsje fan de genen aparte groep. Dizze enzymen binne nûmere foar ienfâld, as de earste, twadde en tredde RNA polymerase. Prokaryotes, de struktuer dêrfan net-nukleêre, doe't transkribearre wurket neffens de ferienfâldige diagram. Dêrom, om dúdlikens, te feroverjen safolle ynformaasje mooglik wurdt behannele eukaryotes. RNA polymerases binne struktureel ferlykbere. Der wurdt fan útgien dat sy befetsje net minder as 10 polypeptide keatlings. Sa RNA polymerase synthesizes 1 (transcribes) genen dy't dêrnei oerset yn de ferskillende aaiwiten. De twadde ferloofd transcribing genen, dy't dêrnei oerset yn aaiwiten. RNA polymerase 3 toant ferskate stabyl lege molekulêre gewicht enzymen dy't matig gefoelich foar alfa amatinu. Mar wy hawwe net besletten op wat krekt is RNA polymerase! Sa hjitte enzymen dy't dwaande mei it synteze fan ribonucleic acid molekulen. Yn de nauwe sin begrepen troch dizze DNA-ôfhinklike RNA polymerase, dy't operearje oan 'e basis fan de matriks fan deoxyribonucleic acid. Enzymen binne ûnmisber foar in lange en suksesfolle funksjonearjen fan libbene organismen. RNA polymerase is te finen yn alle sellen en in soad firussen.
De dieling op de specifics
Ofhinklik fan 'e make it freeze gearstalling fan RNA polymerases wurde ûnderferdield yn twa groepen:
- It earste behannelet transcribing in lyts oantal genen yn de genomes fan simpele. Foar de operaasje yn dit gefal net nedich komplekse regeljouwing ynfloed. Dêrom, hjir ferwiist nei alle enzymen dy't bestean út mar ien make it freeze. As foarbyld kin induce de baktearje RNA polymerase en pecks.
- Dizze groep befettet alle eukaryotic RNA polymerase en baktearjes, dy't dreech regele. Se binne yngewikkelde mnogosubedinichnye protein kompleksen dy't kin transkribearjen tûzenen ferskillende genen. Under werking, dizze genen reagearje ta in grut oantal regeljouwing sinjalen dy't ûntfongen út protein faktoaren en nucleotides.
Sokke strukturele en funksjonele ferdieling is earder betingsten en in ferienfâldiging fan de echte situaasje.
Wat docht de RNA polymerase I?
Se waarden fêste funksje fan it ûnderwiis fan it basisûnderwiis transkripsjes fan rRNA genen, dat wol sizze, hja binne de meast wichtige. Dy lêsten wurde mear bekend ûnder de oantsjutting fan 45s-RNA. Harren lingte is sa'n 13 000 nucleotides. Ut it binne foarme 28s-RNA, 18s-5.8S RNA-RNA. Fanwege it feit dat se wurde makke mar ien transkriptor, it lichem kriget in "garânsje" dat de molekulen wurdt foarme yn gelikense bedraggen. Tagelyk de oprjochting fan RNA direkt giet allinnich 7000 nucleotides. De rest fan it transkript wurdt ôfbrutsen yn de kearn. Op sa'n grutte residu wurdt leauden dat it needsaaklik is foar de earste fazen fan de foarming fan ribosomes. It tal fan dy polymerases yn sellen fan hegere wêzens hovering om it skaaimerk fan 40 tûzen stiks.
Hoe't it wurdt organisearre?
Sa, wy hawwe it earste RNA polymerase (prokaryotes-struktuer molekulen) wurdt sjoen as goed. Yn dit gefal, it grutte make it freeze, lykas, yndied, en in grut tal oare hege molekulêre gewicht polypeptides, der binne dúdlik te ûnderskieden funksjoneel en strukturele domeinen. Under cloning fan genen en te bepalen harren primêre struktuer binne identifisearre troch wittenskippers evolutionarily conserved dielen fan keatlings. Mei help fan in goede ekspresje, de ûndersikers waarden ek útfierd mutational analyze dat kinne ús te praten oer it funksjonele betsjutting fan yndividuele domeinen. Foar dit doel, mei help fan site-rjochte mutagenesis te feroarjen de yndividuele polypeptide keatling, en sokke oanpast amino acid subunits brûkt yn de gearkomste fan de enzymen mei lettere analyze fan eigenskippen, dy't waarden helle yn de gegevens struktueren. It waard opmurken wurde dat fanwege syn organisaasje fan de earste RNA polymerase yn 'e oanwêzigens fan alfa-amatina (in tige giftige stof, dat is opfreegje by in bleke toadstool) net reagearje.
funksjonearjen
Sawol de earste en de twadde RNA polymerase kinne bestean yn twa foarmen. Ien fan harren kin hannelje dat it spesifike transkripsje. De twadde - in DNA-ôfhinklike RNA polymerase. Dizze hâlding wurdt iepenbiere yn it grutste wurking fan 'e aktiviteit. Underwerp studearre mear, mar no witte wy dat it hinget fan twa transkripsje faktoaren, dy't wurde oantsjut as SL1 en UBF. Foaral it lêste - dat it kin kommunisearje direkt mei de promotor, wylst de SL1 UBF freget oanwêzigens. Hoewol't it is bearjendewei oprjochte dat DNA-ôfhinklike RNA polymerase kin meidwaan yn de transkripsje op in minimale en sûnder de oanwêzigens fan 'e lêste. Mar foar it normale funksjonearjen fan dit meganisme UBF is noch altyd nedich. Wêrom sa? Significantly sa fier mislearre om fêst te stellen de oarsaak fan dit gedrach. Ien fan de meast populêre útlis suggerearret dat UBF pleitet in soarte fan stimulâns rDNA transkripsje doe't se groeit en ûntwikkelet. As rêstende faze komt, dan hellen it minimum fereaske nivo fan funksjonearjen. In part fan transkripsje faktoaren is net kritysk foar him. Hjir sa wurket RNA polymerase. De funksje fan dit enzyme lit stypje it Wiedergabe fan lytse "boustiennen" fan it lichem, fanwege dêr't it wurdt hieltyd bywurke foar tsientallen jierren.
De twadde groep enzymen
Harren funksjonearjen wurdt regele troch de gearkomste fan multiprotein komplekse preinitsiatornogo inisjatyfnimmers fan de twadde klasse. Meast faak dat is ferwurde yn it wurk fan 'e bysûndere aaiwiten - activators. As foarbyld is de TBP. It is ferbûn faktoaren dy't ûnderdiel binne fan TFIID. Se - it doelwyt foar p53, NF kappa B, ensafuorthinne. Syn ynfloed yn it proses fan de regeljouwing en foarsjen aaiwiten neamd coactivators. Foarbylden binne de Gcn5. Wêrom hawwe wy nedich dizze aaiwiten? Se tsjinje as adapters dy't passen de ynteraksje fan activators en faktoaren dy't yn preinitsiatorny kompleks. Om ferbetterje transkripsje bard, dan moatte de nedige inisjatyfnimmer faktoaren. Nettsjinsteande it feit dat seis fan harren, rjochtstreeks ynteraksje mei de promotor kin de iennichste. Foar oare gefallen fereasket preformed kompleks fan in twadde RNA polymerase. Boppedat, yn dizze prosessen binne neistlizzende proximal eleminten - allinne 50-200 pearen út it plak dêr't transkripsje wurdt begûn. Se befetsje in yndikaasje fan de bining fan activator aaiwiten.
spesifike eigenskippen
Docht it make it freeze struktuur fan de enzymen fan ferskate komôf op har funksjonele rol yn de transkripsje? De eksakte antwurd op dizze fraach is gjin, mar leaude dat it is wierskynlik posityf. Hoe diene beynfloedet RNA polymerase? Enzyme funksjes simpel struktuer - in beheind oanbod fan transkripsje fan genen (of sels in lyts part). Foarbylden binne de synteze fan RNA primers Okazaki fragminten. It stimulator spesifisiteit fan it RNA polymerases fan baktearjes en phages is dat enzymen binne hâlders fan ienfâldige struktuer en binne divers. Dat kin sjoen wurde yn it proses fan de DNA witten yn baktearjes. Hoewol't wy kinne beskôgje dit: komplekse struktuer doe't studearre genome T sels phage, ûnder ûntwikkeling, waard opmurken wurde dat werhelle it wikseljen tusken ferskate gene transkripsje groepen, dat waard fûn dat it kompleks brûkt foar dizze RNA polymerase host. Dat is, in ienfâldige enzyme yn sokke gefallen is net feroarsake. Dat hâldt in tal konsekwinsjes:
- RNA polymerase fan eukaryotes en baktearjes moatte kinne werkenne ferskillende inisjatyfnimmers.
- It is nedich dat de enzyme hat in spesifike reaksje op ferskillende aaiwiten-tafersjochhâlders.
- RNA polymerase moatte ek wêze kinne om te feroarjen de erkenning fan de spesifisiteit fan it sjabloan DNA nucleotide sequence. Om do dit, brûk in ferskaat oan proteïne effectors.
It folget it lichems ferlet fan ekstra "gebou" eleminten. Aaiwiten helpe te transkribearjen it kompleks fan RNA polymerase om folslein útfieren fan syn funksjes. Dat jildt, foar de measte, de enzymen komplekse struktuer, dêr't de mooglikheden fan it útfieren fan in wiidweidich programma fan genetyske ynformaasje. Troch ferskate problemen, kinne wy observearjen in soarte fan rangoarder struktuer fan RNA polymerase.
Hoe wurket it proses fan de transkripsje?
Is der in gen ferantwurdlik foar kontakt mei de RNA polymerase? Nei it begjin fan transkripsje: it proses yn eukaryotes fynt plak yn de kearn. Yn prokaryotes, dy rint binnen de microorganism. De relaasje tusken de polymerase is in basis struktureel prinsipe fan in komplemintêre mating yndividuele molekulen. Op de saken fan 'e ynteraksje kin sizze dat DNA is mar in sjabloan en feroaret net ûnder transkripsje. Sûnt DNA is in holistyske enzyme, it ding is wis, dat in bepaald gene is ferantwurdlik foar dizze polymear kin wêze, mar it sil wol een hiel lang skoft. Wy moatte net ferjitte dat it DNA befettet 3,1 miljard nucleotide resten. Dêrom, better om te sizzen dat foar eltse soart fan RNA foldocht oan syn DNA. Foar de streaming fan 'e polymerase reaksje moat enerzjy en ribonukle-ozidtrifosfato substrates. As ienich wurde foarme 3 ', 5'-phosphodiester biningen tusken ribonukleozidmonofosfatami. Molecule RNA synteze begjint yn bepaalde DNA-sekwinsjes (inisjatyfnimmers). It proses ôfsluten by opsizzen sites (beëiniging). De site, dat is belutsen hjir hjit transcriptional. Yn eukaryotes, dan is der ornaris mar ien Gene, wylst prokaryotes kinne ek besitte meardere stikjes koade. Eltse transcriptional hat uninformative gebiet. Se lizze spesifike nucleotide sekwinsjes dy't ynteraksje mei transcriptional regeljouwing faktoaren dy't earder neamd binne.
Baktearjele RNA polymerase
Dy microorganisms ien enzyme is ferantwurdlik foar de synteze fan mRNA, rRNA en tRNA. De gemiddelde polymerase molecule hat in rûchwei 5 subunits. Twa fan dy tsjinje as binende leden enzyme. In oare make it freeze belutsen by it ynlieden fan synteze. Der is ek in ûnderdiel fan de enzyme nonspecific foar kommunikaasje mei DNA. En de lêste make it freeze is oantekene RNA polymerase yn in wurkjend formulier. It wurdt opmurken dat de enzyme molekulen binne net yn in "frije" Navigearje yn de cytoplasm baktearjes. Wannear't RNA polymerases wurde brûkt, dan se bine net-spesifike DNA regio en binne wachtsjen oant de aktive promotor wurdt iepene. In bytsje ôfliede út it ûnderwerp, dan moat sein wurde dat baktearjen is hiel handich om te studearjen aaiwiten en harren ynfloed op it ribonucleic soere polymerase. Benammen handich foar harren te eksperimintearjen op stimulearjen of remming fan de yndividuele eleminten. Fanwege har hege fuortplanting koers kin relatyf fluch krije it winske resultaat. Och, it minsklik stúdzje kin net fierd wurde op sa'n flugge tempo tanksij ús strukturele ferskaat.
RNA polymerase "fongen" yn ferskate foarmen?
Dat komt ta in logyske konklúzje it artikel. De wichtichste omtinken waard betelle oan it eukaryotes. Mar der is noch Archaea en firussen. Dus jo wolle betelje in bytsje fan omtinken en dy foarmen fan it libben. De fitale aktiviteit fan Archean der is mar ien groep fan RNA polymerases. Mar it is hiel ek yn syn eigenskippen mei de trije ferienings eukaryotes. In protte wittenskippers is suggerearre dat wat wy sjen kinne út de Arche feitlik in evolúsjonêre foarfaar fan spesjalisearre polymerases. It is ek nijsgjirrich, en de opbou fan firussen. Lykas earder skreaun, net allegear fan dy organismen hawwe harren eigen polymerase. En wêr it is, it is ien make it freeze. Der wurdt fan útgien dat de ynfektearre enzymen ôflaat fan DNA polymerases, ynstee fan komplekse RNA struktueren. Hoewol't fanwege it ferskaat fan dizze groep microorganisms ferskate útfiering foldocht oan in jûn biologyske meganisme.
konklúzje
Och, minsklikheid hat noch kaam vsoy nedige ynformaasje nedich foar in begryp fan it genome. En dat allinnich hy koe hawwe dien! Hast alle sykten binne yn prinsipe allinnich in genetyske basis - dat jildt benammen foar de firussen dy't aloan jout ús problemen oan ynfeksjes en sa op. De meast kompleks, dat ûntstiet sykten - se binne ek, yn feite, direkt of yndirekt ôfhinklik fan 'e minsklike genome. As wy leare te ferstean yn harsels en sil jilde dizze kennis oan it foardiel fan in grut tal problemen en sykten sille gewoan ophâlde te bestean. No in ding fan it ferline, in protte earder skriklike sykten lykas pokken, pest. Getting klear om te gean mumps, kinkhoast. Mar net relax, omdat wy konfrontearre wurde mei in noch gruttere tal ferskillende útdagings dy't jo moatte fine it antwurd. En it sil te finen, om't it giet om dat te dwaan.