Synonimy: zależna od dna polimeraza RNA, polimeraza RNA
1 Definicja
polimerazy RNA są enzymami, które odgrywają ważną rolę w ekspresji genów w fazie transkrypcji. Katalizują tworzenie kopii RNA pręta matrycowego DNA przy użyciu substratów ATP, GTP, UTP i CTP.
nie mylić z: zależną od RNA polimerazą RNA
2 typu
2.,1 prokarioty
prokarioty mają pojedynczą polimerazę RNA, która wytwarza wszystkie transkrypty RNA kodujące (mRNA) i niekodujące (na przykład rRNA). Enzym jądrowy polimerazy RNA ma masę cząsteczkową około 400 kDa i składa się z pięciu podjednostek: enzym jądrowy wraz z czynnikiem Sigma tworzy holoenzym, który specyficznie wykrywa i wiąże z nim sekwencję promotora; w tym przypadku czynnik Sigma jako polimeraza RNA przyłącza się do dna w celu prawidłowego wywołania transkrypcji.
2.,2 eukarioty
eukarioty mają cztery różne polimerazy, które różnią się lokalizacją i syntetyzowanym RNA:
- polimeraza RNA I: przed rybosomalny RNA zsyntetyzowany w jądrze komórkowym (45S), który później odnosi się do 5.,8s, 18S i 28S podjednostki rRNA dojrzewają
- polimeraza RNA II: bierze udział w transkrypcji hnRNA (prekursor mRNA), snRNA i snoRNA
- polimeraza RNA III: wytwarza transfer RNA (Trna), a także podjednostki 5s-rRNA w jądrze komórkowym
- mitochondrialna polimeraza RNA: lokalizuje się w mitochondriach i syntetyzuje mitochondrialny RNA (MTRNA)
3 proces transkrypcji
proces transkrypcji jest zwykle podzielony na trzy fazy:
- inicjacja
- wydłużenie i
- zakończenie.,
poniżej opisano procesy transkrypcji mRNA eukariontów, ponieważ w ten sposób najlepiej widać interakcję między polimerazą a czynnikami transkrypcyjnymi.
3.1 inicjacja
w przeciwieństwie do polimerazy DNA, polimerazy RNA nie wymagają gruntowania RNA. Specyficzna sekwencja DNA, tak zwana sekwencja DNA. Promotor, polimeraza RNA służy jako marker punktu początkowego., Jako białka pomocnicze wymagane są liczne czynniki transkrypcyjne: wspólne czynniki transkrypcyjne do wiązania się z podstawnymi elementami promotora, a także specyficzne czynniki transkrypcyjne do wiązania z proksymalnymi i dystalnymi elementami promotora.
przed rozpoczęciem syntezy RNA należy określić prawidłowy punkt początkowy genu, który ma być wyrażony. W tym celu na DNA obecne są różne podstawowe elementy promotora, w tym element Tfiib Recognition (BRE), pudełko TATA i elementy promotora (elementy DP)., Te podstawowe elementy promotora w pobliżu punktu początkowego nie muszą być obecne w regionie promotora, ponadto nie wszystkie regiony inicjujące są jeszcze odszyfrowane.
po związaniu wspólnego czynnika transkrypcyjnego TFIID z regionem promotora gromadzą się inne wspólne czynniki transkrypcyjne (w tym tfiib, TFIIA, TFIIH, TFIIE) i polimeraza RNA II i razem tworzą kompleks przedinicjacyjny (PIK, angielski PIC). TFIIH ma funkcję helikazy, a tym samym wyodrębnia podwójną helisę DNA pod hydrolizą ATP., W ten sposób powstaje otwarty kompleks inicjacyjny, w którym można katalizować rzeczywistą syntezę RNA.
3.2 wydłużenie
po wydłużeniu polimeraza RNA syntetyzuje kwas nukleinowy od 5 'do 3′, tj. kierunek odczytu na nici matrycowej (nici ujemnej) wynosi od 3′ do 5′. Nić przeciwna, to znaczy nić kodująca Gen (nić dodatnia), nie jest odczytywana. Ale jest identyczny zgodnie z nowo utworzoną nicią RNA, a nić ujemna ją uzupełnia. Nowa nić RNA, podobnie jak wszystkie cząsteczki RNA, zawiera uracyl zamiast tyminy.
3.,3 zakończenie
sygnał anulowania prawdopodobnie zapewnia palindromową sekwencję DNA zwaną terminatorem. Jednak niewiele wiadomo o dokładnym procesie terminacji u żywych istot eukariotycznych do tej pory.
4 mechanizm syntezy RNA
mechanizm syntezy w syntezie RNA jest podobny do mechanizmu syntezy DNA. Jest to nukleofilowy atak atomu tlenu grupy 3 ' – OH na końcu nici RNA na ATOM α-fosforowy trifosforanu nukleozydu z uwalnianiem pirofosforanu (PPI)., Powstaje Wiązanie estru kwasu fosforowego.
5 Regulacja
do regulacji transkrypcji wymagany jest szereg specjalnych białek zwanych czynnikami transkrypcyjnymi. Wiążą się one specyficznie z proksymalnymi elementami promotora, aktywując w ten sposób transkrypcję. Dystalne elementy promotora zwykle powodują wzmocnienie (Enhancer), a także spowolnienie (Silencer) transkrypcji., Jest to szczegółowo opisane w artykule Regulacja genów.
6 wskaźnik błędu
polimeraza RNA działa niedokładniej niż polimeraza DNA. Produkuje ponad 104 razy więcej błędów. Jednak ze względu na krótki okres półtrwania RNA wysoki wskaźnik błędów jest mniej spójny. Ponadto wewnętrzna aktywność egzonukleazy polimarazy RNA może ponownie rozszczepić nieprawidłowo osadzony nukleotyd.