synonymer: DNA-beroende RNA-polymeras ,RNAP
engelska: RNA-polymeras, DNA-beroende RNA-polymeras
1 Definition
RNA-polymeraser är enzymer som spelar en viktig roll i genuttryck i transkriptionsfasen. De katalyserar produktionen av en RNA-kopia av en DNA-matrissträng med hjälp av substraten ATP, GTP, UTP och CTP.
ska inte förväxlas med: RNA-beroende RNA-polymeras
2 typer
2.,1 prokaryoter
prokaryoter har ett enda RNA-polymeras som producerar all kodning (mRNA) och icke-kodande (t.ex. rRNA) RNA-transkript. Kärnenzymet av RNA-polymeras har en molekylmassa på ca 400 kDa och består av fem subenheter:
kärnenzymet, tillsammans med en sigma-faktor, bildar ett holoenzym som specifikt känner igen och binder till promotorsekvensen; sigma-faktorn, som RNA-polymeras, styr DNA för korrekt transkriptionsstart.
2.,2 eukaryoter
eukaryoter har fyra olika polymeraser, som skiljer sig åt i lokaliseringen och RNA som ska syntetiseras:
- RNA-polymeras i: syntetiserar pre-ribosomalt RNA (45S) i cellkärnan, som senare läggs till 5.,RRNA subenheter mognar
- RNA polymeras II till transkriptionen av hnrna (mRNA prekursor), snRNA och snoRNA
- RNA-polymeras III är involverad i överföringen RNA (tRNA) och 5S rRNA ger subenhet i kärnan sedan
- mitokondriellt RNA polymeras: är lokaliserad i mitokondrierna och syntetiseras mitokondriellt RNA (mtRNA)
3 transkription process
transkriptionsprocessen är i allmänhet uppdelad i tre faser:
- initiering
- förlängning och
- uppsägning.,
i följande beskrivs processerna för mRNA-transkription av eukaryoter, eftersom interaktionen mellan polymeras och transkriptionsfaktorer bäst visas.
3.1 initiering
Till skillnad från DNA-polymeraser kräver RNA-polymeraser inte en RNA-primer. En specifik DNA-sekvens, den så kallade promotorn, tjänar RNA-polymerasen som en markör för utgångspunkten., Det kräver många transkriptionsfaktorer som hjälpproteiner, allmänna transkriptionsfaktorer för att binda till basala promotorelement, liksom specifika transkriptionsfaktorer för att binda till de proximala och distala promotorelementen.
innan rna-syntesen startas måste den korrekta utgångspunkten för en gen som ska uttryckas detekteras. För detta ändamål finns olika basala promotorelement närvarande på DNA, inklusive TFIIB Recognition Element (BRE), en Tata box och nedströms promotorelement (DP element)., Dessa basala promotorelement i närheten av utgångspunkten behöver inte alla vara närvarande i en promotorregion, och alla initierande regioner har ännu inte avkodats.
Efter en bindande för det allmänna transkriptionsfaktor TFIID att promotorregion, ytterligare generella transkriptionsfaktorer (inklusive TFIIB, TFIIA, TFIIH, TFIIE) och RNA-polymeras II samlas och tillsammans bildar de pre-inledande komplex (PIC). TFIIH har helicasfunktion och avlindar DNA-dubbelhelixen under hydrolysen av ATP., Således bildas det öppna initieringskomplexet, där den faktiska syntesen av RNA kan katalyseras.
3.2 förlängning
Vid förlängning syntetiserar RNA-polymerasen nukleinsyrasträngen från 5′ till 3′, dvs. läsriktningen på matrissträngen (negativ sträng) är från 3′ till 5′. Den motsatta strängen, d. v. s. kodningssträngen av en gen (plus sträng) läses inte. Det är emellertid identiskt med den nybildade RNA-strängen, medan den negativa strängen kompletterar den. Liksom alla RNA-molekyler innehåller den nya RNA-strängen uracil istället för tymin.
3.,3 uppsägning
termineringssignalen ger förmodligen en palindromisk DNA-sekvens, den så kallade terminatorn. Men lite är känt om den exakta processen för uppsägning i eukaryota organismer.
4 rna-syntesmekanism
syntesmekanismen för RNA-syntes liknar den för DNA-syntes. Det är en nukleofil attack av syreatomen i 3 ’ – OH-gruppen vid slutet av RNA-strängen på α-fosforatomen i det nya nukleosidtrifosfat som ska deponeras med leverans av ett pyrofosfat (PPi)., En fosforsyraesterbindning bildas.
5 reglering
i eukaryoter krävs ett antal speciella proteiner som kallas transkriptionsfaktorer för att reglera transkriptionen. De binder specifikt till proximala promotorelement, vilket aktiverar transkription. Distala promotorelement orsakar vanligtvis en förstärkare, eller en ljuddämpare, av transkription., Detta beskrivs i detalj i artikeln genreglering.
6 felfrekvens
RNA-polymeras är mindre exakt än DNA-polymeras. Det ger mer än 104 gånger fler fel. På grund av RNA: s korta halveringstid är den höga felfrekvensen mindre följdriktig. Den inneboende exonukleasaktiviteten hos RNA-Polymaras kan avskilja dessutom en felaktig nukleotid igen.