Iedereen die de moleculaire biologie, biochemie, genetische manipulatie, en een aantal andere verwante kennis bestudeert, vroeg of laat, stelt de vraag: wat is de functie van RNA-polymerase? Dit is een vrij complex onderwerp dat nog volledig onontgonnen, maar niettemin is het bekend dat het zal worden verlicht als deel van het artikel.
algemene informatie
Het is noodzakelijk om te onthouden dat er RNA-polymerase van eukaryoten en prokaryoten. De eerste is verder onderverdeeld in drie typen, die elk verantwoordelijk zijn voor de transcriptie van genen afzonderlijke groep. Deze enzymen zijn genummerd eenvoudigheidshalve als eerste, tweede en derde RNA polymerase. Prokaryoten, de structuur waarvan niet-nucleaire bij transcriptie werkt volgens de schematische tekening. Daarom, voor de duidelijkheid, om zo zoveel mogelijk informatie zal worden behandeld eukaryoten vast te leggen. RNA polymerasen komen structureel overeen. Er wordt aangenomen dat ze bevatten niet minder dan 10 polypeptideketens. Aldus RNA polymerase synthetiseert 1 (transcribeert) genen die vervolgens in de verschillende eiwitten worden vertaald. De tweede actief transcriberen genen, die vervolgens in eiwitten worden vertaald. RNA polymerase 3 toont verschillende stabiele laagmoleculaire enzymen molecuulgewicht die matig gevoelig voor alpha amatinu zijn. Maar we hebben geen besluit genomen over wat er precies is RNA-polymerase! Zogenaamde enzymen die betrokken zijn bij de synthese van ribonucleïnezuur moleculen. In engere zin begrepen door dit DNA-afhankelijke RNA polymerase, die werken op basis van de matrix van deoxyribonucleïnezuur. Enzymen zijn essentieel voor een lange en succesvolle functioneren van levende organismen. RNA-polymerase kan worden gevonden in alle cellen en vele virussen.
De verdeling van de specifieke
Afhankelijk van de subunit samenstelling RNA polymerasen zijn verdeeld in twee groepen:
- De eerste behandelt transcriberen een klein aantal genen in het genoom van eenvoudige. Voor de operatie in dit geval niet complex impact van de regelgeving nodig. Derhalve verwijst hier naar alle enzymen die bestaan uit één subeenheid. Als voorbeeld kan de bacteriofaag RNA polymerase en mitochondriën te induceren.
- Deze groep omvat alle eukaryotische RNA polymerase en bacteriën, moeilijk zijn aangebracht. Ze zijn ingewikkeld mnogosubedinichnye eiwitcomplexen die transcriberen duizenden verschillende genen. Tijdens bedrijf deze genen reageren op een groot aantal regulerende signalen die worden ontvangen van eiwitfactoren en nucleotiden.
Dergelijke structurele en functionele scheiding is eerder voorwaardelijk en een vereenvoudiging van de werkelijkheid.
Wat doet de RNA-polymerase-I?
Ze waren vaste functie van het onderwijs van de primaire transcripten van rRNA genen, dat wil zeggen, ze zijn het belangrijkste. Deze laatste beter bekend onder de aanduiding 45S-RNA. Hun lengte is ongeveer 13 000 nucleotiden. Daaruit ontstaan 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Vanwege het feit dat ze zijn gemaakt op één transkriptor, krijgt het lichaam een "garantie" dat de moleculen in gelijke hoeveelheden wordt gevormd. Tegelijkertijd is het creëren van RNA direct gaat slechts 7000 nucleotiden. De rest van het transcript wordt afgebroken in de kern. Op zo'n grote residu wordt aangenomen dat zij voor het begin van de vorming van ribosomen is. Het aantal van deze polymerasen in cellen van hogere wezens schommelt rond het merk van 40 duizend stuks.
Hoe het wordt georganiseerd?
Zo hebben we het eerste RNA-polymerase (prokaryoten-structuurmoleculen) wordt beschouwd als goed. In dit geval is de grote subeenheid, als, inderdaad, en een groot aantal andere hoogmoleculaire polypeptiden molecuulgewicht, zijn duidelijk te onderscheiden functionele en structurele domeinen. Bij klonering van genen en hun primaire structuur te bepalen zijn door wetenschappers evolutionair geconserveerde gedeelten rijen. Met behulp van een goede uitdrukking, werden de onderzoekers ook uitgevoerd mutatie-analyse die ons in staat stelt om te praten over de functionele betekenis van de individuele domeinen. Daartoe behulp van plaatsgerichte mutagenese om de individuele polypeptideketens veranderen, en dergelijke gemodificeerde aminozuur subeenheden voor de montage van enzymen met daaropvolgende analyse van eigenschappen, die de datastructuren werden verkregen. Er werd opgemerkt dat als gevolg van de organisatie van het eerste RNA-polymerase in de aanwezigheid van alfa-amatina (een zeer giftige stof die wordt verkregen uit een bleke paddestoel) reageert niet.
functionerende
Zowel het eerste als het tweede RNA polymerase kan bestaan in twee vormen. Een van hen kan nemen om de specifieke transcriptie te initiëren. De tweede - een DNA-afhankelijke RNA polymerase. Deze houding komt tot uiting in de grootste operatie van de activiteit. Bestudeerde onderwerp meer, maar nu weten we dat het hangt af van twee transcriptiefactoren, die worden aangeduid als SL1 en UBF. Met name dit laatste - dat deze direct kan communiceren met de promotor, terwijl de SL1 UBF aanwezigheid vereist. Hoewel het is experimenteel vastgesteld dat DNA-afhankelijke RNA-polymerase kan deelnemen aan de transcriptie minimaal en zonder de aanwezigheid van deze laatste. Maar voor de normale werking van dit mechanisme UBF is nog steeds nodig. Waarom zo? Aanzienlijk tot nu toe niet in geslaagd om de oorzaak van dit gedrag vast te stellen. Een van de meest populaire verklaring suggereert dat UBF pleit voor een soort van stimulerende rDNA transcriptie wanneer ze groeit en ontwikkelt. Wanneer rustfase optreedt, vervolgens gedurende minimaal vereist niveau van functioneren. Een deel van transcriptiefactoren is niet kritisch voor hem. Hier dus werkt RNA-polymerase. De functie van dit enzym maakt ondersteuning voor het afspelen van de kleine "bouwstenen" van het lichaam, waardoor hij voortdurend wordt bijgewerkt voor decennia.
De tweede groep enzymen
Hun functioneren wordt geregeld door de assemblage van multi-eiwitcomplex preinitsiatornogo promotors van de tweede klasse. Meestal wordt dit uitgedrukt in het werk van de speciale eiwitten - activatoren. Als voorbeeld is het TBP. Het is verbonden elementen die deel uitmaken van TFIID. Zij - een doelwit voor p53, NF kappa B, en ga zo maar door. Zijn invloed in het proces van regelgeving en zorgen voor eiwitten genaamd coactivatoren. Voorbeelden zijn de Gcn5. Waarom hebben we deze eiwitten nodig? Ze dienen als adapters die de interactie van activatoren en factoren die in preinitsiatorny complex aan te passen. Om te corrigeren transcriptie opgetreden, moet u de nodige initiator factoren. Hoewel zes van hen rechtstreeks interageren met de promotor kan de enige zijn. In andere gevallen vereist voorgevormd complex van een tweede RNA-polymerase. Bovendien wordt tijdens deze processen aangrenzende proximale elementen - slechts 50-200 paren van de plaats waar transcriptie wordt gestart. Ze bevatten een indicatie van de binding van de activator eiwitten.
specifieke kenmerken
Heeft de subunit structuur van de enzymen van verschillende oorsprong op hun functionele rol in de transcriptie? De exacte antwoord op deze vraag is nee, maar gelooft dat het waarschijnlijk is positief. Hoe is het van invloed op RNA-polymerase? Enzymfuncties eenvoudige structuur - een beperkt aantal transcriptie van genen (of zelfs een klein gedeelte). Voorbeelden zijn de synthese van RNA-primers Okazaki-fragment. De promoter specificiteit van de RNA polymerasen van bacteriën en fagen die enzymen houder eenvoudige structuur en zijn divers. Dit is te zien in het proces van DNA-replicatie in bacteriën. Hoewel mogen worden geacht deze: complexe structuur wanneer onderzocht genoom T zelfs faag tijdens de ontwikkeling, werd opgemerkt dat herhaald schakelen tussen verschillende gentranscriptie groepen, werd vastgesteld dat het complex voor dit RNA-polymerase gastheer. Dat is, een eenvoudige enzym in dergelijke gevallen is niet geïnduceerd. Dit impliceert een aantal gevolgen:
- RNA-polymerase van eukaryoten en bacteriën moeten kunnen verschillende promoters herkent.
- Het is noodzakelijk dat het enzym een specifieke reactie op verschillende eiwitten regulatoren.
- RNA polymerase moet ook de erkenning van de specificiteit van het matrijs-DNA nucleotidesequentie te veranderen. Om dit te doen, gebruik maken van een verscheidenheid van eiwitten effectoren.
Hieruit volgt het lichaam behoefte aan extra "bouwen" elementen. Eiwitten helpen om het complex van RNA-polymerase getranscribeerd om volledig uit te voeren zijn functies. Dit geldt voor de meeste, de enzymen complexe structuur, waarbij de mogelijkheden van uitvoering van een uitgebreid programma van genetische informatie. Als gevolg van verschillende problemen, kunnen we een soort hiërarchische structuur van RNA-polymerase te observeren.
Hoe werkt het proces van transcriptie?
Is er een gen dat verantwoordelijk is voor de contacten met de RNA-polymerase? Om te beginnen van transcriptie: het proces duurt in eukaryoten plaats in de kern. In prokaryoten, het stroomt in het micro-organisme. De relatie tussen het polymerase een fundamentele structurele principe van een complementaire paring individuele moleculen. Op de problematiek van de interactie kan zeggen dat DNA is slechts een sjabloon en verandert niet tijdens de transcriptie. Aangezien DNA een holistische enzym ding is zeker, dat een bepaald gen verantwoordelijk is voor dit polymeer kan worden, maar het zal een zeer lange tijd. We moeten niet vergeten dat het DNA bevat 3,1 miljard nucleotide residuen. Daarom passender om te zeggen dat voor elk type RNA aan het DNA. Voor de stroom van de polymerasereactie energie nodig en ribonukle-ozidtrifosfato substraten. Eventueel worden gevormd 3', 5'-fosfodiester bindingen tussen ribonukleozidmonofosfatami. Molecule RNA-synthese begint bij bepaalde DNA-sequenties (promotoren). Het proces eindigt bij terminatieplaatsen (ontbinding). De site, die hier betrokken is wordt transcriptie genoemd. In eukaryoten, is er gewoonlijk slechts één gen, terwijl prokaryoten ook meerdere stukken code kan bezitten. Elke transcriptie heeft uninformative gebied. Ze liggen specifieke nucleotidesequenties die interageren met transcriptionele bovengenoemde regelende factoren.
Bacterieel RNA polymerase
Deze micro-organismen één enzym verantwoordelijk is voor de synthese van mRNA, rRNA en tRNA. De gemiddelde polymerase-molecuul heeft een ongeveer 5 subeenheden. Twee van deze dienen als bindingselementen enzym. Andere subeenheid betrokken bij de initiatie van synthese. Er is ook een onderdeel van het enzym-specifieke communicatie met DNA. De laatste subeenheid brengt al het RNA polymerase in een werkvorm. Opgemerkt wordt dat de enzymmoleculen niet in een "vrije" navigatie in het cytoplasma van de bacterie. Wanneer RNA- polymerasen worden gebruikt, dan binden ze niet-specifieke DNA-gebieden en wachten totdat de actieve promotor wordt geopend. Een beetje afgeleid van het onderwerp, moet worden opgemerkt dat de bacteriën is erg handig om eiwitten en hun invloed op de ribonucleïnezuur polymerase bestuderen. Vooral handig voor hen te experimenteren op stimulering of remming van de afzonderlijke elementen. Vanwege hun hoge voortplanting tarief kan worden relatief snel het gewenste resultaat te krijgen. Helaas, de menselijke studie niet kan worden uitgevoerd op een zodanig snel tempo dankzij onze structurele diversiteit.
RNA polymerase "gevangen" in verschillende vormen?
Dat komt uit op een logische conclusie van het artikel. De belangrijkste aandacht werd besteed aan de eukaryoten. Maar er is nog archaea en virussen. Dus wil je een beetje aandacht en deze vormen van het leven te betalen. De vitale activiteit van Archean er slechts één groep van RNA-polymerase. Maar het is zeer vergelijkbaar in de eigenschappen van de drie verenigingen eukaryoten. Veel wetenschappers is gesuggereerd dat wat kunnen we zien aan de Arche in feite een evolutionaire voorouder van gespecialiseerde polymerasen. Het is ook interessant, en de structuur van de virussen. Zoals eerder geschreven, niet alle van deze organismen hebben hun eigen polymerase. En waar het is, het is een enkele subunit. Gemeend wordt dat het virale enzymen afgeleid van DNA-polymerasen, in plaats van complexe RNA structuren. Maar als gevolg van de diversiteit van deze groep van micro-organismen verschillende uitvoering aan een bepaald biologisch mechanisme.
conclusie
Helaas, de mensheid heeft nog geen vsoy informatie die nodig is voor een goed begrip van het genoom. En dat alleen hij kon hebben gedaan! Bijna alle ziekten zijn eigenlijk gewoon een genetische basis - dit geldt met name voor de virussen die voortdurend geeft ons problemen voor infecties en ga zo maar door. De meest complexe ongeneeslijk zieke - zij ook inderdaad direct of indirect afhankelijk van het menselijke genoom. Wanneer we leren begrijpen in zichzelf en zal deze kennis toe te passen in het voordeel van een groot aantal problemen en ziekten zullen gewoon ophouden te bestaan. Nu is een ding van het verleden zijn veel eerder verschrikkelijke ziekten zoals pokken, pest. Voorbereiden op het bof, kinkhoest te gaan. Maar maak je niet ontspannen, want we worden geconfronteerd met een nog groter aantal verschillende uitdagingen die je nodig hebt om het antwoord te vinden. En het zal worden gevonden, omdat het gaat om dit te doen.