Igaüks, kes õpib molekulaarbioloogia, biokeemia, geenitehnoloogia, ja mitmed muud seotud teadmised, varem või hiljem, esitab küsimuse: milline on funktsioon RNA polümeraasi? See on üsna keeruline teema, et on veel täiesti avastamata, kuid siiski on teada, et see on valgustatud osana artiklis.
üldinfo
On vaja meeles pidada, et seal on RNA polümeraasi eukarüootide ja prokarüootide. Esimene on omakorda jaotatud kolme liiki, millest igaüks on vastutav geenide transkriptsiooni eraldi rühma. Need ensüümid on nummerdatud lihtsuse, kui esimene, teine ja kolmas RNA polümeraasi. Prokarüoodid, struktuuri , mille tuumaenergiavälises transkribeerimisel töötab vastavalt lihtsustatud diagramm. Seetõttu on selguse mõttes lüüa nii palju teavet kui võimalik käsitletakse eukarüootides. RNA polümeraasid on struktuurilt sarnased. Usutakse, et need sisaldavad vähemalt 10 polüpeptiidahelast. Seega RNA polümeraasi sünteesib 1 (transcribes) geenid, mis seejärel transleeritakse erinevate valkudega. Teine tegeleb transkribeerivate geenid, mis hiljem tõlgitakse valkudes. RNA polümeraasi 3 näitab erinevaid stabiilse madala molekulmassiga ensüüme, mis on mõõdukalt tundlikud alfa amatinu. Aga me ei ole otsustanud, mida täpselt on RNA polümeraasi! Niinimetatud ensüüme, mis tegeleb sünteesi Ribonukleiinhappemolekulide. Kitsamas mõttes arusaadav selles DNA-sõltuv RNA polümeraas, mis toimivad vastavalt maatriksi desoksüribonukleiinhappe. Ensüümid on oluline pika ja eduka toimimise elusorganismid. RNA polümeraasi võib leida kõigis rakkudes ja paljud viirused.
Divisjoni spetsiifikast
Sõltuvalt komponentkompositsioon RNA polümeraasid on jagatud kahte gruppi:
- Esimene tegeleb transkribeerivate väikese arvu geenide genoomide lihtne. Tööks antud juhul ei nõua keerulist mõju. Seega, siin käib kõikide ensüümide mis koosnevad ainult ühe struktuuriüksuse. Näitena võib indutseerida bakteriofaagi RNA polümeraasi ja mitokondrid.
- See rühm hõlmab kõigis eukarüootsetes RNA polümeraasi ja bakterid, mida on raske korraldada. Nad on keerulise mnogosubedinichnye valkkompleksidega mis võib transkribeerida tuhandeid erinevaid geene. Töötamise ajal need geenid reageerida arvukate reguleerivad signaalid, mis on saadud valgu tegurid ja nukleotiidid.
Selline struktuurne ja funktsionaalne jaotus on üsna tingimuslik ja lihtsustamine tegelikku olukorda.
Mida teeb RNA polümeraasi I?
Nad olid fikseeritud funktsiooni hariduse esmase ärakirju rRNA geenid, mis tähendab, nad on kõige olulisem. Viimaseid rohkem tuntud nimetuse all 45S-RNA. Nende pikkus on umbes 13 000 nukleotiidi. Sellest moodustuvad 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Tulenevalt asjaolust, et nad on loodud ainult üks transkriptor, keha saab "garantii", et molekulid on moodustunud võrdsetes kogustes. Samal ajal loomist RNA vahetult läheb ainult 7000 nukleotiidi. Ülejäänud ärakirja laguneb tuumas. On selline suur jääk arvatakse, et see on vajalik algstaadiumis moodustamine ribosoomide. Mitu neist polümeraaside rakkude kõrgemate olendite Uusehitise umbes kaubamärgi 40 tuhat ühikut.
Kuidas see on korraldatud?
Seega on meil esimene RNA polümeraasi (prokarüoodid-struktuuri molekulid) peetakse heaks. Sel juhul suur subühik, nagu tõepoolest ja suur hulk teisi kõrgmolekulaarsed polüpeptiidid on selgesti eristatavad funktsionaalsed ja strukturaalsed domeene. Ajal kloonimine geenid ja teha kindlaks nende primaarstruktuuri on kindlaks teinud teadlased evolutsiooniliselt konserveerunud portsjoni ahelaid. Kasutades hea väljend, teadlased viidi läbi ka mutatsioonanalüüsiga, mis võimaldab meil rääkida funktsionaalne tähtsus Üksikdomeenide. Selleks lehe mutageneesi muuta üksikute polüpeptiidahelast ja sellised modifitseeritud aminohape subühikute kasutatakse kokkupanek ensüüme jätkuanalüüsi omadused, mis olid saadud andmete struktuure. Märgiti, et tänu oma organisatsiooni esimesest RNA polümeraasi juuresolekul alfa-amatina (väga mürgine aine, mis on saadud kahvatu sitaseen) ei reageeri.
toimimist
Nii esimene kui ka teine RNA polümeraasi võivad esineda kahes vormis. Üks neist võib toimida algatada konkreetseid transkriptsiooni. Teiseks - DNA-sõltuv RNA polümeraas. See suhtumine avaldub suurim toimimise aktiivsus. Teema uuritud, kuid nüüd me teame, et see sõltub kahe transkriptsioonifaktori, mis nimetatakse SL1 UBF. Eriti viimane - et seda saab otse suhelda promootor, samas kui SL1 UBF nõuab kohalolekut. Kuigi on eksperimentaalselt kindlaks tehtud, et DNA-sõltuv RNA polümeraas saab osaleda transkriptsiooni vähemalt ja ilma juuresolekul viimane. Aga normaalse toimimise Selle mehhanismi UBF on veel vaja. Miks nii? Oluliselt seni suutnud luua põhjus selline käitumine. Üks populaarsemaid selgitus näitab, et UBF pooldab sellist stimulant rDNA transkriptsiooni, kui ta kasvab ja areneb. Kui puhkefaas tekkimisel Seejärel hoitakse minimaalset nõutavat taset toimimist. Osa transkriptsioonifaktoreid ei ole kriitiline teda. Siin nii toimib RNA polümeraasi. Funktsiooni selle ensüümi võimaldab toetada taasesituse väike "ehitusplokkide" keha, mille tõttu uueneb pidevalt juba aastakümneid.
Teine rühm ensüüme
Nende toimimise reguleerib montaažiga multiproteiinkompleks preinitsiatornogo promootorid teise klassi. Kõige sagedamini väljendatakse töö eriline valkude - aktivaatorid. Näitena on TBP. See on seotud tegureid, mis on osa TFIID. Nad - sihtmärgina p53, NF kappa B, ja nii edasi. Selle mõju protsessis määrus ja anda valke nimetatakse koaktivaatorid. Näited on Gcn5. Miks me peame neid valke? Need on adapterid, et kohandada interaktsiooni aktivaatorid ja tegureid, mis on preinitsiatorny keeruline. Et parandada transkriptsiooni toimunud, siis peavad olema vajalikud algataja tegurid. Vaatamata sellele, et kuus neist otse suhelda promootor võib olla ainult üks. Muudel juhtudel nõuab eelvalmistatud kompleksi teise RNA polümeraasi. Lisaks võib neid protsesse külgnevad proksimaalne elemendid - ainult 50-200 paari saidilt kus transkriptsioon käivitatakse. Need sisaldavad märge siduva aktivaatorvalkude.
eripära
Kas subühiku struktuur ensüümid erineva päritoluga nende funktsionaalse rolli transkriptsiooni? Täpne vastus sellele küsimusele on eitav, kuid arvatakse, et see on tõenäoliselt positiivne. Kuidas see mõjutab RNA polümeraasi? Ensüüm funktsioone lihtsa konstruktsiooniga - piiratud hulga geenide transkriptsiooni (või isegi väikese portsjoni). Näideteks on sünteesi RNA praimerid Okazaki fragmendid. Promootor spetsiifilisus RNA polümeraaside bakterite ja faagid on see, et ensüümid omavad lihtsa konstruktsiooniga ja mitmekesised. Seda võib näha selles protsessis DNA replikatsiooni bakteris. Kuigi me ei pea seda: keeruline struktuur, kui uuritud genoomi T isegi faag arenemiseas tõdeti, et korrata vaheldumisi eri geeni transkriptsiooni rühmad, leiti, et kompleksi kasutatakse seda RNA polümeraasi peremees. See tähendab, et lihtsa ensüümi sellistel juhtudel ei põhjustatud. See tähendab mitmeid tagajärgi:
- RNA polümeraasi eukarüootide ja bakterid peavad suutma tunnustada erinevate promootorite.
- On vaja, et ensüüm on konkreetne reageerimine erinevate valkude-reguleerijad.
- RNA polümeraasi peab samuti olema võimelised muutma tunnustamise spetsiifilisust maatriks-DNA nukleotiidne järjestus. Selleks kasutavad erinevaid valgu efektoritele.
Sellest järeldub, keha vajab täiendavat "hoone" elemente. Valgud aitavad transkribeerida kompleksi RNA polümeraasi täielikult täita oma ülesandeid. See kehtib kõige ensüümid keeruline struktuur, milles rakendamise võimalust laiaulatusliku geneetiline informatsioon. Tänu erinevatele probleemidele, võime täheldada teatud hierarhia struktuuri RNA polümeraasi.
Kuidas protsess transkriptsiooni?
Kas geeni vastutab koostöös RNA polümeraasi? Et alustada transkriptsiooni: protsess eukarüootides toimub tuumas. Prokarüootides, see voolab sees mikroorganismi. Suhet polümeraasi on aluseline struktuuriprintsiibiks komplementaarse paaritumist üksikute molekulide. Küsimustes koostoimed võib öelda, et DNA on vaid malli ja ei muutu transkriptsiooni. Kuna DNA on terviklik ensüümile asi on kindel, et konkreetne geen on vastutav selle polümeeri võib olla, kuid see saab olema väga pikka aega. Me ei tohiks unustada, et DNA sisaldab 3,1 miljardit nukleotiidjääki. Seega õigem öelda, et iga tüüpi RNA täidab DNA. Sest voolu polümeraasi reaktsiooni vajab energiat ja ribonukle-ozidtrifosfato pindadele. Kui nad moodustuvad 3 ', 5'-fosfordiestersidet vahel ribonukleozidmonofosfatami. Molekuli algab RNA süntees teatud DNA järjestusi (promootorid). Protsess lõpeb lõpetamise saidid (lõpetamine). Sait, mis on seotud siin nimetatakse transkriptsiooni. Eukarüootides on tavaliselt ainult üks geen, samas prokarüootides võib samuti omada paljudest detailidest koodi. Iga transkriptsiooni on mitteinformatiivsete piirkonnas. Need asuvad konkreetsed nukleotiidijärjestused, mis interakteeruvad transkriptsioonilis ülalpool mainitud teguritest.
Bakteriaalne RNA polümeraasi
Need mikroorganismid on üks ensüüm sünteesi eest vastutava mRNA, rRNA ja tRNA. Keskmine polümeraasi molekuli jämedalt 5 subühikut. Kaks neist toimib seondumise liikmete ensüüm. Järgmises subühiku kaasatud sünteesi käivitamiseks. Olemas on ka osa ensüümi mittespetsiifilised suhtlemisel DNA. Ja viimane allüksuses on tuua RNA polümeraasi töö kaudu. Tuleb märkida, et ensüümimolekul ole "tasuta" navigatsiooni- tsütoplasmas bakterid. Kui RNA polümeraaside kasutatakse, siis nad seovad mittespetsiifilised DNA piirkondade ja ootavad kuni aktiivse promootori avamisel. Natuke segane teema, siis tuleb öelda, et bakterid on väga mugav uurida valkude ja nende mõju ribonukleiinhappe polümeraasi. Eriti nende jaoks mugavam katsetada või -inhibeerimisest üksikelemente. Tänu oma kõrge reprodutseerimise kiirus võib olla suhteliselt kiiresti saada soovitud tulemus. Alas, inimese ei saa uuringut läbi nii kiire tempo tänu meie struktuurilist mitmekesisust.
RNA polümeraasi "püütud" erinevates vormides?
See on loogiline järeldus artikkel. Peamine tähelepanu pöörati eukarüootides. Aga seal on veel Arhed ja viirused. Nii et sa tahad maksta natuke tähelepanu ja need eluvormid. Elulist aktiivsust Archean on ainult üks rühm RNA polümeraasid. Aga see on väga sarnane oma omadused kolme ühendused eukarüootides. Paljud teadlased on välja pakutud, et see, mida me näeme alates Arche tegelikult evolutsiooniline esivanem spetsialiseerunud polümeraaside. Samuti on huvitav, ja struktuuri viirused. Nagu varem kirjutatud, ei ole kõik need organismid on oma polümeraasi. Ja kus see on, see on ühe allüksuses. Usutakse, et viiruse saadud ensüümid DNA polümeraaside asemel kompleksi RNA struktuurid. Kuigi mitmekesisuse tõttu käesoleva mikroorganismide rühma eri rakendamise vastab antud bioloogilise mehhanismi.
järeldus
Alas, inimkonna ei ole veel vsoy vajalikud andmed, et mõista genoomi. Ja et ainult ta oleks võinud teha! Peaaegu kõik haigused on põhimõtteliselt ainult geneetiline alus - see kehtib eriti viirused, mis pidevalt annab meile probleeme nakkustele ja nii edasi. Kõige keerulisem ja ravimatute haiguste - nad on ka tegelikult otseselt või kaudselt sõltub inimese genoomi. Kui me õpime mõistma ise ja rakendada neid teadmisi, et kasu suur hulk probleeme ja haigusi lihtsalt lakkab olemast. Nüüd minevikku mitmed varem kohutav haigusi nagu rõuged, katk. Kuidas valmis minema mumpsi läkaköha. Aga ärge lõõgastuda, sest me oleme silmitsi veelgi suurema arvu erinevate väljakutsetega, et teil on vaja leida vastus. Ja siis leida, kuna see läheb teha.