同義語:DNA依存性RNAポリメラーゼ、RNAP
英語:RNAポリメラーゼ、DNA依存性RNAポリメラーゼ

1定義

RNAポリメラーゼは、転写の段階における遺伝子発現において重要な役割を果たす酵素である。 それらは、基質ATP、GTP、UTPおよびCTPを使用してDNAマトリックス鎖のRNAコピーの産生を触媒する。

と混同しないようにしてください:RNA依存性RNAポリメラーゼ

2タイプ

2。,1原核生物

原核生物は、すべてのコード(mRNA)および非コード(例えばrRNA)RNA転写産物を産生する単一のRNAポリメラーゼを有する。 RNAポリメラーゼのコア酵素は、分子量が約400kDaで、五つのサブユニットからなる。

コア酵素は、シグマ因子とともに、プロモーター配列を特異的に認識して結合するホロ酵素を形成する。シグマ因子は、RNAポリメラーゼとして、正しい転写開始のためにDNAを導く。

2.,2つの真核生物

真核生物には四つの異なるポリメラーゼがあり、それらの局在と合成されるRNAが異なる:

  • RNAポリメラーゼI:細胞核でプレリボソームRNA(45S)を合成し、後に5つに加えられる。,8S、18S、および28S rRNAサブユニットが成熟
  • RNAポリメラーゼII hnRNA(mRNA前駆体)、snRNAおよびsnoRNA
  • RNA-ポリメラーゼIIIは転写RNA(tRNA)に関与し、5S rRNAは核内のサブユニットを提供する
  • ミトコンドリアRNAポリメラーゼ:ミトコンドリアに局在し、ミトコンドリアRNA(mtRNA)

3転写プロセス

転写のプロセスは、一般的に三つの段階に分けられる:

  • 開始
  • 伸長および
  • 終了。,

以下では、ポリメラーゼと転写因子との相互作用が最もよく示されているように、真核生物のmRNA転写のプロセスについて述べた。

3.1Initiation

DNAポリメラーゼとは異なり、RNAポリメラーゼはRNAプライマーを必要としません。 特定のDNA配列、いわゆるプロモーターは、開始点のためのマーカーとしてRNAポリメラーゼを提供しています。, 補助タンパク質として多くの転写因子、基底プロモーター要素に結合する一般的な転写因子、および近位および遠位プロモーター要素に結合する特定の転写因子を必要とする。

RNA合成を開始する前に、発現される遺伝子の正しい開始点を検出しなければならない。 この目的のために、TFIIB認識要素(BRE)、TATAボックスおよび下流プロモーター要素(DP要素)を含む、種々の基底プロモーター要素がDNA上に存在する。, 開始点に近接するこれらの基底プロモーター要素は、すべてがプロモーター領域内に存在する必要はなく、すべての開始領域がまだ解読されていない。 一般的な転写因子TFIIDがプロモーター領域に結合した後、さらなる一般的な転写因子(TFIIB、TFIIA、TFIIH、TFIIEを含む)およびRNAポリメラーゼIIが蓄積し、一緒に開始前複合体(PIC) TFIIHはヘリカーゼ機能を有し、ATPの加水分解の下でDNA二重らせんを巻き戻す。, したがって、RNAの実際の合成を触媒することができる開放開始複合体が形成される。

3.2伸長

伸長の間、RNAポリメラーゼは核酸鎖を5’から3’まで合成する、すなわちマトリックス鎖(負の鎖)の読み取り方向は3’から5’までである。 反対の鎖、すなわち遺伝子のコード鎖(プラス鎖、)は読み取られない。 しかしながら、それは新たに形成されたRNA鎖と同一であり、一方、負の鎖はそれに相補的である。 すべてのRNA分子と同様に、新しいRNA鎖にはチミンの代わりにウラシルが含まれています。

3.,3終了

終了シグナルは、おそらく回文DNA配列、いわゆるターミネーターを提供する。 しかしながら、真核生物における終了の正確なプロセスについてはほとんど知られていない。

4RNA合成メカニズム

RNA合成の合成メカニズムは、DNA合成の合成メカニズムと同様である。 これは、新しいヌクレオシド三リン酸のα-リン酸原子上のRNA鎖の末端にある3′-OH基の酸素原子の求核攻撃であり、ピロリン酸(PPi)の送達と共に沈着する。, リン酸エステル結合が形成される。

RNAポリメラーゼin action

5調節

真核生物では、転写を調節するために転写因子と呼ばれる多くの特殊なタンパク質が必要である。 それらは近位プロモーター要素に特異的に結合し、転写を活性化する。 遠位プロモーター要素は、通常、転写のエンハンサーまたはサイレンサーを引き起こす。, これは、Gene regulationの記事に詳細に記載されています。

6エラーレート

RNAポリメラーゼはDNAポリメラーゼよりも正確ではありません。 これは、104倍以上のエラーを生成します。 しかしながら、RNAの短い半減期のために、高い誤り率はより少なく必然的である。 RNAポリマラーゼの内因性エキソヌクレアーゼ活性は、さらに誤ったヌクレオチドを再び分離することができる。

7文献

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