Sinonimi: RNA polimerasi DNA-dipendente ,RNAP
Inglese: RNA polimerasi, RNA polimerasi DNA-dipendente
1 Definizione
Le RNA polimerasi sono enzimi che svolgono un ruolo importante nell’espressione genica nella fase di trascrizione. Catalizzano la produzione di una copia di RNA di un filamento di matrice di DNA utilizzando i substrati ATP, GTP, UTP e CTP.
da non confondere con: RNA-dipendente RNA Polimerasi
2 tipi
2.,1 Procarioti
I procarioti hanno una singola RNA polimerasi che produce tutti i trascritti di RNA codificanti (mRNA) e non codificanti (ad esempio rRNA). L’enzima di base della RNA polimerasi ha una massa molecolare di circa 400 kDa ed è costituito da cinque subunità:
L’enzima di base, insieme ad un fattore sigma, forma un oloenzima che riconosce specificamente e si lega alla sequenza del promotore; il fattore sigma, come l’RNA polimerasi, guida il DNA per il corretto inizio della trascrizione.
2.,2 Eucarioti
Gli eucarioti hanno quattro diverse polimerasi, che differiscono nella loro localizzazione e nell’RNA da sintetizzare:
- RNA polimerasi I: Sintetizza l’RNA pre-ribosomiale (45S) nel nucleo cellulare, che viene successivamente aggiunto al 5.,8S, 18S e 28S rRNA subunità Matura
- RNA Polimerasi II Per la trascrizione di hnRNA (mRNA precursore), snRNA e snoRNA
- RNA-Polimerasi III è coinvolto nell’RNA di Trasferimento (tRNA) e 5S rRNA fornisce subunità nel nucleo fa
- RNA Polimerasi mitocondriale: è Localizzato nei mitocondri e sintetizzato RNA mitocondriale (mtRNA)
3 trascrizione del processo
Il processo di trascrizione è generalmente diviso in tre fasi:
- Iniziazione
- Allungamento
- Risoluzione.,
Di seguito vengono descritti i processi di trascrizione dell’mRNA degli eucarioti, poiché l’interazione tra polimerasi e fattori di trascrizione è meglio mostrata.
3.1 Iniziazione
A differenza delle DNA polimerasi, le RNA polimerasi non richiedono un primer RNA. Una specifica sequenza di DNA, il cosiddetto promotore, serve l’RNA polimerasi come marker per il punto di partenza., Richiede numerosi fattori di trascrizione come proteine ausiliarie, fattori di trascrizione generali per legarsi agli elementi del promotore basale, nonché fattori di trascrizione specifici per legarsi agli elementi del promotore prossimale e distale.
Prima di iniziare la sintesi dell’RNA, deve essere rilevato il punto di partenza corretto di un gene da esprimere. A tale scopo, vari elementi del promotore basale sono presenti sul DNA, tra cui l’elemento di riconoscimento TFIIB (BRE), una scatola TATA e gli elementi del promotore a valle (elementi DP)., Questi elementi promotori basali in prossimità del punto di partenza non devono essere tutti presenti in una regione promotrice e non tutte le regioni iniziatrici sono ancora state decodificate.
Dopo il legame del fattore di trascrizione generale TFIID alla regione promotrice, ulteriori fattori di trascrizione generali (tra cui TFIIB, TFIIA, TFIIH, TFIIE) e RNA polimerasi II si accumulano e insieme formano il complesso di pre-inizio (PIC). TFIIH ha funzione elicasi e svolge la doppia elica del DNA sotto l’idrolisi di ATP., Così si forma il complesso di iniziazione aperta, in cui l’effettiva sintesi dell’RNA può essere catalizzata.
3.2 Allungamento
Durante l’allungamento, la RNA polimerasi sintetizza il filamento di acido nucleico da 5’ a 3’, cioè la direzione di lettura sul filamento della matrice (filamento negativo) è da 3’ a 5’. Il filamento opposto, cioè il filamento codificante di un gene (più il filamento) non viene letto. Tuttavia, è identico al filo di RNA appena formato, mentre il filo negativo è complementare ad esso. Come tutte le molecole di RNA, il nuovo filamento di RNA contiene uracile invece di timina.
3.,3 Terminazione
Il segnale di terminazione fornisce probabilmente una sequenza di DNA palindromico, il cosiddetto terminatore. Tuttavia, si sa poco sull’esatto processo di terminazione negli organismi eucariotici.
4 Meccanismo di sintesi dell’RNA
Il meccanismo di sintesi della sintesi dell’RNA è simile a quello della sintesi del DNA. È un attacco nucleofilo dell’atomo di ossigeno del gruppo 3 ‘ – OH all’estremità del filamento di RNA sull’atomo α-fosforo del nuovo nucleoside trifosfato da depositare con la consegna di un pirofosfato (PPi)., Si forma un legame estere di acido fosforico.
5 Regolazione
Negli eucarioti, è necessario un certo numero di proteine speciali chiamate fattori di trascrizione per regolare la trascrizione. Si legano specificamente agli elementi del promotore prossimale, che attiva la trascrizione. Gli elementi del promotore distale di solito causano un potenziatore, o un silenziatore, della trascrizione., Questo è descritto in dettaglio nell’articolo Regolazione genica.
6 Tasso di errore
L’RNA polimerasi è meno accurata della DNA polimerasi. Produce più di 104 volte più errori. Tuttavia, a causa della breve emivita dell’RNA, l’alto tasso di errore è meno consequenziale. L’attività esonucleasica intrinseca della RNA-polimarasi può secedere inoltre, un nucleotide errato di nuovo.