Synoniemen: DNA-afhankelijke RNA-polymerase, RNAP
Nederlands: RNA-polymerase, DNA-afhankelijke RNA-polymerase
1 Definitie
RNA-polymerasen zijn enzymen die een belangrijke rol spelen bij genexpressie in de transcriptiefase. Zij katalyseren de productie van een exemplaar van RNA van een de matrijsstreng van DNA gebruikend de substraten ATP, GTP, UTP en CTP.
niet te verwarren met: RNA-afhankelijke RNA-Polymerase
2 typen
2.,1 prokaryoten
prokaryoten hebben één enkele RNA-polymerase die alle coderende (mRNA) en niet-coderende (b.v. rRNA) RNA-transcripten produceert. Het kernenzym van RNA-polymerase heeft een molecuulmassa van ongeveer 400 kDa en bestaat uit vijf subeenheden:
het kernenzym vormt samen met een sigma-factor een holoenzym dat specifiek de promotorsequentie herkent en bindt; de sigma-factor, als de RNA-polymerase, stuurt het DNA voor de juiste transcriptie start.
2.,2 eukaryoten
eukaryoten hebben vier verschillende polymerasen, die verschillen in hun lokalisatie en het te synthetiseren RNA:
- RNA-polymerase I: synthetiseert pre-ribosomaal RNA (45S) in de celkern, die later aan de 5 wordt toegevoegd.,8S, 18S en 28S rRNA subeenheden Rijpt
- RNA Polymerase II bij de transcriptie van hnRNA (mRNA voorloper), snRNA en snoRNA
- RNA-Polymerase III wordt betrokken in de Transfer-RNA (tRNA) en 5S rRNA biedt subunit in de kern geleden
- mitochondriale RNA Polymerase: het is Gelokaliseerd in de mitochondriën en gesynthetiseerd mitochondriale RNA (mtRNA)
3 transcriptie proces
Het proces van transcriptie is over het algemeen verdeeld in drie fasen:
- Initiatie
- Rek en
- Beëindiging.,
hieronder worden de processen van mRNA-transcriptie van eukaryoten beschreven, aangezien de interactie tussen polymerase en transcriptiefactoren het best wordt aangetoond.
3.1 initiatie
In tegenstelling tot DNA-polymerasen hebben RNA-polymerasen geen RNA-primer nodig. Een specifieke DNA-sequentie, de zogenaamde promotor, dient de RNA-polymerase als marker voor het startpunt., Het vereist talrijke transcriptiefactoren als hulpproteã nen, algemene transcriptiefactoren om aan basale promotorelementen te binden, evenals specifieke transcriptiefactoren om aan de proximale en distale promotorelementen te binden.
voordat met de RNA-synthese wordt begonnen, moet het juiste startpunt van een tot expressie te brengen gen worden gedetecteerd. Hiervoor zijn verschillende basale promotorelementen aanwezig op het DNA, waaronder het Tfiib-herkenningselement (BRE), een Tata-doos en Downstream promotorelementen (DP-elementen)., Deze basale promotorelementen in de nabijheid van het startpunt hoeven niet allemaal aanwezig te zijn in een promotorregio, en nog niet alle initiërende regio ‘ s zijn gedecodeerd.
na binding van de Algemene transcriptiefactor TFIID aan het promotorgebied accumuleren verdere algemene transcriptiefactoren (waaronder TFIIB, TFIIA, tfiih, TFIIE) en RNA-polymerase II en vormen samen het pre-initiatiecomplex (Pic). TFIIH heeft helicasefunctie en wikkelt de dubbele helix van DNA af onder de hydrolyse van ATP., Aldus wordt het Open initiatiecomplex gevormd, waarin de daadwerkelijke synthese van RNA kan worden gekatalyseerd.
3,2 elongatie
tijdens elongatie synthetiseert de RNA-polymerase de nucleïnezuurstreng van 5′ tot 3′, d.w.z. de afleesrichting op de matrixstreng (negatieve streng) is van 3′ tot 5′. De tegenovergestelde streng, dat wil zeggen de coderende streng van een gen (Plus streng) wordt niet gelezen. Nochtans, is het identiek aan de nieuw gevormde bundel van RNA, terwijl de negatieve bundel aan het complementair is. Net als alle RNA-moleculen bevat de nieuwe RNA-streng uracil in plaats van thymine.
3.,3 terminatie
Het terminatiesignaal geeft waarschijnlijk een palindromische DNA-sequentie, de zogenaamde terminator. Nochtans, is weinig bekend over het nauwkeurige proces van beëindiging in eukaryotic organismen.
4 RNA-synthesemechanisme
het synthesemechanisme van RNA-synthese is vergelijkbaar met dat van DNA-synthese. Het is een nucleofiele aanval van het zuurstofatoom van de 3 ‘ – OH-groep aan het einde van de RNA-streng op het α-fosforatoom van het nieuwe nucleosidetrifosfaat dat wordt afgezet bij de afgifte van een pyrofosfaat (PPi)., Een fosforzuur esterbinding wordt gevormd.
5 Regulatie
In eukaryoten zijn een aantal speciale eiwitten, transcriptiefactoren genoemd, nodig om de transcriptie te reguleren. Ze binden zich specifiek aan proximale promotorelementen, die de transcriptie activeren. Distale promotor elementen veroorzaken meestal een versterker, of een geluiddemper, van transcriptie., Dit wordt in detail beschreven in het artikel Gen regulation.
6 foutenpercentage
RNA-polymerase is minder nauwkeurig dan DNA-polymerase. Het produceert meer dan 104 keer meer fouten. Nochtans, wegens de korte halveringstijd van RNA, is het hoge foutenpercentage minder consequential. De intrinsieke exonucleaseactiviteit van RNA-Polymarase kan bovendien een onjuist nucleotide opnieuw afscheiden.