Alle som studerer molekylærbiologi, biokjemi, genteknologi, og en rekke andre relaterte kunnskaper, før eller senere, stiller spørsmålet: hva er funksjonen av RNA polymerase? Dette er en ganske kompleks tema som fortsatt er helt uutforsket, men likevel er det kjent at det vil bli tent som en del av artikkelen.
generell informasjon
Det er nødvendig å huske at det er RNA polymerase av eukaryoter og prokaryoter. Den første er videre delt inn i tre typer, som hver er ansvarlig for transkripsjon av gener separat gruppe. Disse enzymene er nummerert for enkelhets skyld, som den første, andre og tredje RNA-polymerase. Prokaryoter, strukturen av disse ikke-nukleær, når den transkriberes opererer i henhold til prinsippskissen. Derfor, for klarhet, for å fange opp så mye informasjon som mulig vil bli behandlet eukaryoter. RNA polymeraser er strukturelt like. Det antas at de inneholder ikke mindre enn 10 polypeptidkjeder. Således RNA polymerase syntetiserer 1 (transkriberer) gener som deretter oversettes til de forskjellige proteiner. Den andre engasjert transkribere gener, som deretter oversettes til proteiner. RNA polymerase 3 viser forskjellige stabile lavmolekylære enzymer som er moderat sensitiv til alfa amatinu. Men vi har ikke besluttet om hva er RNA polymerase! Såkalte enzymer som er engasjert i syntese av ribonukleinsyre molekyler. I snever forstand forstås av dette DNA-avhengig RNA polymerase, som opererer på basis av grunnmassen av deoksyribonukleinsyre. Enzymer er avgjørende for en lang og vellykket funksjon av levende organismer. RNA-polymerase kan finnes i alle celler og mange virus.
Divisjonen på informasjon
Avhengig av underenhetssammensetning av RNA polymeraser er delt inn i to grupper:
- De første avtaler med transkribere et lite antall gener i genomene til enkel. For driften i dette tilfellet krever ikke komplisert konsekvensanalyse. Derfor refererer her til alle enzymer som bare består av en subenhet. Som et eksempel kan indusere bakteriofag RNA-polymerase og mitokondrier.
- Denne gruppen omfatter alle eukaryot RNA-polymerase og bakterier, som er vanskelige anordnet. De er innviklede mnogosubedinichnye proteinkomplekser som kan transkribere tusenvis av forskjellige gener. Under drift vil disse genene svare på et stort antall av regulatoriske signaler som er mottatt fra proteinfaktorer og nukleotider.
En slik strukturell og funksjonell deling er heller betinget og en forenkling av den virkelige situasjon.
Hva gjør RNA polymerase jeg?
De ble løst funksjon av utdanning av primære transkripsjoner av rRNA gener, det vil si, de er de viktigste. De sistnevnte er mer kjent under betegnelsen av 45S-RNA. Deres lengde er ca 13 000 nukleotider. Fra det dannes 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. På grunn av det faktum at de er opprettet bare ett transkriptor, får kroppen en "garanti" at molekylene vil bli dannet i like mengder. Samtidig etablering av RNA går direkte bare 7000 nukleotider. Resten av transkripsjon er degradert i kjernen. Ved en så stor rest antas at det er nødvendig for de tidlige stadier av dannelsen av ribosomer. Antallet av disse polymeraser i celler av høyere vesener svever rundt merket på 40 tusen enheter.
Hvordan det er organisert?
Dermed har vi den første RNA-polymerase (prokaryoter-struktur molekyler) er ansett som god. I dette tilfellet er den store subenhet, som, ja, og et stort antall andre høymolekylære polypeptider, er det klart skjelnbare funksjonelle og strukturelle domener. Ved kloning av gener og for å bestemme deres primærstruktur har blitt identifisert av forskere evolusjonært konserverte delene av kjettinger. Ved hjelp av et godt uttrykk, ble forskerne også gjennomført mutasjonsanalyse som tillater oss å snakke om den funksjonelle betydningen av individuelle domener. For dette formål ved hjelp av seterettet mutagenese for å endre de enkelte polypeptidkjeder, og slike modifiserte aminosyre-underenheter som brukes i sammenstillingen av enzymer med påfølgende analyse av egenskaper, som ble oppnådd i datastrukturene. Det ble bemerket at på grunn av dens organisering av den første RNA-polymerase i nærvær av alfa-amatina (et meget giftig substans, som er hentet fra en blek sopp) reagerer ikke.
funksjon
Både den første og den andre RNA-polymerase kan eksistere i to former. En av dem kan virke til å initiere den spesifikke transkripsjon. Den andre - en DNA-avhengig RNA-polymerase. Denne holdningen er manifestert i den største operasjonen av aktiviteten. Subject studert mer, men nå vet vi at det kommer an på to transkripsjonsfaktorer, som er referert til som SL1 og UBF. Spesielt den sistnevnte - at den ikke kan kommunisere direkte med promoteren, mens den SL1 UBF krever tilstedeværelse. Selv om det har blitt eksperimentelt fastslått at DNA-avhengig RNA polymerase kan delta i transkripsjon på et minimum, og uten tilstedeværelse av det sistnevnte. Men for normal funksjon av denne mekanismen UBF er fortsatt nødvendig. Hvorfor det? Betydelig så langt ikke klart å fastslå årsaken til denne oppførselen. En av de mest populære forklaringen antyder at UBF forfekter en slags sentralstimulerende rDNA transkripsjon når hun vokser og utvikler seg. Når hvilende fase forekommer, deretter holdes det minimum som kreves funksjonsnivå. En del av transkripsjonsfaktorer er ikke kritisk for ham. Her så fungerer RNA polymerase. Funksjonen av dette enzymet kan støtte avspilling av små "byggeklosser" av kroppen, på grunn som det er stadig oppdatert i flere tiår.
Den andre gruppen av enzymer
Deres funksjon er regulert ved montering av multiprotein komplekse preinitsiatornogo promotorer i den andre klasse. Oftest dette er uttrykt i arbeidet med de spesielle proteiner - aktivatorer. Som et eksempel er det TBP. Det er forbundet faktorer som er en del av TFIID. De - et mål for p53, NF kappa B, og så videre. Dens innflytelse på prosessen for regulering og gir proteiner som kalles coactivators. Eksempler er Gcn5. Hvorfor trenger vi disse proteinene? De tjener som adaptere som tilpasser interaksjonen av aktivatorer og faktorer som er i preinitsiatorny kompleks. For å korrigere transkripsjon skjedd, må du ha de nødvendige initiatorrester faktorer. Til tross for det faktum at seks av dem, kommuniserer direkte med promoteren kan være det eneste. For andre tilfeller krever forhåndsdannet kompleks av en annen RNA-polymerase. Dessuten, i alle disse prosessene er tilstøtende proksimale elementer - bare 50-200 parene fra setet hvor transkripsjonen blir startet. De inneholder en indikasjon på bindingen av aktivatorproteiner.
spesifikke funksjoner
Har subenheten strukturen av enzymer av ulik opprinnelse på deres funksjonelle rolle i transkripsjon? Den eksakte svaret på dette spørsmålet er nei, men mente at det er sannsynlig positive. Hvordan gjorde det påvirker RNA polymerase? Enzym funksjoner enkel struktur - et begrenset utvalg av transkripsjon av gener (eller til og med en liten del). Eksempler er syntese av RNA-primere, Okazaki-fragmenter. Promotoren spesifisiteten av RNA polymeraser av bakterier og fager er at enzymer er de som har enkel konstruksjon og er mangfoldig. Dette kan sees i ferd med DNA-replikasjon i bakterier. Selv om vi kan vurdere dette: kompleks struktur når de studeres genomet T og med fag, under utviklingen, ble det bemerket at gjentatt veksling mellom forskjellige gentranskripsjon grupper, ble det funnet at det kompleks som anvendes for denne RNA-polymerase vert. Det vil si at et enkelt enzym i slike tilfeller ikke er indusert. Dette innebærer en rekke konsekvenser:
- RNA-polymerase fra eukaryoter og bakterier, må være i stand til å gjenkjenne forskjellige promoterer.
- Det er nødvendig at enzymet har en spesifikk respons til forskjellige proteiner-regulatorer.
- RNA-polymerase må også være i stand til å endre den erkjennelse av spesifisiteten til templat DNA-nukleotidsekvens. For å gjøre dette, bruk en rekke protein effektorer.
Det følger kroppens behov for ekstra "bygge" elementer. Proteiner bidra til å transkribere den kompleks av RNA-polymerase til fullt ut å utføre sine funksjoner. Dette gjelder for de fleste, enzymer kompleks struktur, hvor mulighetene for å gjennomføre et omfattende program av genetisk informasjon. På grunn av ulike problemer, kan vi observere en slags hierarki strukturen av RNA polymerase.
Hvordan fungerer prosessen med transkripsjon?
Er det et gen ansvarlig for samarbeid med RNA polymerase? Slik starter du av transkripsjon: prosessen i eukaryoter foregår i kjernen. I prokaryoter, strømmer det inn i mikroorganismen. Forholdet mellom polymerasen er en grunnleggende konstruksjonsprinsipp for en komplementær parring individuelle molekyler. På spørsmål om interaksjon kan si at DNA er bare en mal, og endrer ikke under transkripsjon. Da DNA er en helhetlig enzym, er det ting sikkert, at et bestemt gen er ansvarlig for denne polymeren kan være, men det vil være en meget lang tid. Vi bør ikke glemme at DNA inneholder 3,1 milliarder nukleotidresidier. Derfor mer hensiktsmessig å si at for hver type av RNA når sitt DNA. For strømning av polymerasereaksjonen behov for energi og ribonukle-ozidtrifosfato substrater. Dersom noen av delene er formet 3', 5'-fosfodiester-bindinger mellom ribonukleozidmonofosfatami. Molekyl RNA-syntesen begynner i visse DNA-sekvenser (promotere). Prosessen avsluttes ved termineringsseter (avslutning). Området, som er involvert her kalles transcriptional. I eukaryoter, er det vanligvis bare ett gen, mens prokaryoter kan også ha flere deler av koden. Hver transkripsjonen har uninformative område. De er plassert spesifikke nukleotidsekvenser som interagerer med transkripsjonsregulerende faktorer som er nevnt ovenfor.
Bakteriell RNA polymerase
Disse mikroorganismer ett enzym som er ansvarlig for syntesen av mRNA, rRNA og tRNA. Den gjennomsnittlige polymerase-molekyl har en omtrent 5 subenheter. To av disse tjener som bindingsmedlemmer enzym. En annen underenhet er involvert i initiering av syntesen. Det er også en komponent av enzymet ikke-spesifikk for kommunikasjon med DNA. Og den siste underenhet har vært å bringe RNA polymerase i en arbeidsform. Det skal bemerkes at enzymmolekyler ikke er i en "fri" navigerer i cytoplasma i bakterier. Ved anvendelse av RNA polymeraser, og de binder ikke-spesifikke DNA-områder og venter til den aktive promotoren er åpnet. Litt distrahert fra emnet, bør det sies at bakterier er meget praktisk å studere proteiner og deres innflytelse på ribonukleinsyre polymerase. Spesielt praktisk for dem å eksperimentere på stimulering eller inhibering av de individuelle elementene. På grunn av deres høye reproduksjon sats kan være relativt raskt å få ønsket resultat. Alas, kan den menneskelige studien ikke gjennomføres på en slik hurtig tempo takket være vår strukturelle mangfold.
RNA polymerase "fanget" i ulike former?
Som kommer til en logisk konklusjon artikkelen. Hoved oppmerksomhet ble betalt til eukaryoter. Men det er fortsatt archaea og virus. Så du ønsker å betale litt oppmerksomhet og disse former for liv. Den vitale aktivitet av arkeikum det bare er en gruppe av RNA polymeraser. Men det er svært like i sine eiendommer med de tre foreninger eukaryoter. Mange forskere har vært antydet at det kan vi se fra Arche faktisk en evolusjonær stamfar av spesialiserte polymeraser. Det er også interessant, og strukturen av virus. Som tidligere skrevet, ikke alle av disse organismene har sin egen polymerase. Og hvor det er, er det en enkelt subenhet. Det antas at de virale enzymene avledet fra DNA-polymeraser, i stedet for komplekse RNA-strukturer. Selv om det på grunn av mangfoldet av denne gruppe av mikroorganismer forskjellig implementering oppfyller et gitt biologisk mekanisme.
konklusjon
Akk, ikke menneskeheten ennå ikke har vsoy nødvendige informasjonen som kreves for en forståelse av genomet. Og at bare han kunne ha gjort! Nesten alle sykdommer er i utgangspunktet bare en genetisk basis - dette gjelder spesielt for virus som stadig gir oss problemer for infeksjoner og så videre. Den mest kompliserte og sykdommer - de er også i virkeligheten direkte eller indirekte avhengig av humane genom. Når vi lærer å forstå seg selv og vil bruke denne kunnskapen til fordel for et stort antall problemer og sykdommer vil bare opphøre å eksistere. Nå er en ting fra fortiden, mange tidligere forferdelige sykdommer som kopper, pest. Komme klar til å gå kusma, kikhoste. Men ikke slappe av, fordi vi står overfor en enda større antall forskjellige utfordringer som du trenger for å finne svaret. Og det vil bli funnet, fordi det kommer til å gjøre det.