Almal wat die molekulêre biologie, biochemie, genetiese ingenieurswese, en 'n aantal ander verwante kennis bestudeer, vroeër of later, vra die vraag: Wat is die funksie van RNA-polimerase? Dit is 'n redelik komplekse onderwerp wat nog heeltemal onbekende, maar, nietemin, is dit bekend dat dit sal verlig as deel van die artikel.
algemene inligting
Dit is nodig om te onthou dat daar is RNA-polimerase van eukariote en prokariote. Die eerste is verder verdeel in drie tipes, wat elkeen is verantwoordelik vir die transkripsie van gene aparte groep. Hierdie ensieme word getel eenvoud, as die eerste, tweede en derde RNA-polimerase. Prokariote, die struktuur van wat nie-kern, wanneer getranskribeer bedryf volgens die vereenvoudigde diagram. Daarom, vir duidelikheid, om soveel inligting as moontlik sal behandel word eukariote te vang. RNA-polimerases is struktureel soortgelyk. Daar word geglo dat hulle bevat nie minder nie as 10 polipeptiedkettings. So RNA-polimerase synthesizes 1 (transkribeer) gene wat later in die verskillende proteïene vertaal. Die tweede betrokke transkribering gene, wat later in proteïene vertaal. RNA-polimerase 3 toon verskeie stabiele lae gewig ensieme molekulêre wat matig sensitief vir alfa amatinu is. Maar ons het nog nie besluit oor wat presies is RNA-polimerase! Sogenaamde ensieme wat betrokke is in die sintese van ribonukleïensuur molekules. In die eng sin verstaan word deur hierdie DNA-afhanklike RNA polimerase, wat funksioneer op die basis van die matriks van deoksiribonukleïensuur. Ensieme is noodsaaklik vir 'n lang en suksesvolle funksionering van lewende organismes. RNA-polimerase kan gevind word in alle selle en baie virusse.
Die afdeling oor die besonderhede
Afhangende van die subeenheid samestelling van RNA-polimerases is in twee groepe verdeel:
- Die eerste handel oor transkribering 'n klein aantal gene in die genome van eenvoudige. Vir die operasie in hierdie geval nie kompleks regulerende impak vereis. Daarom, hier verwys na al ensieme wat bestaan uit net een subeenheid. As 'n voorbeeld kan die bakteriofaag RNA-polimerase en mitochondria veroorsaak.
- Hierdie groep sluit in al eukariotiese RNA-polimerase en bakterieë, wat moeilik gerangskik is. Hulle is ingewikkelde mnogosubedinichnye proteïen-komplekse wat kan transkribeer duisende verskillende gene. Tydens die operasie, hierdie gene reageer op 'n groot aantal van regulatoriese seine wat ontvang is van proteïen faktore en nukleotiede.
Sulke strukturele en funksionele verdeling is eerder voorwaardelike en 'n vereenvoudiging van die werklike situasie.
Wat beteken die RNA-polimerase I?
Hulle is vasgestel funksie van onderwys van primêre transkripsies van rRNA gene, dit wil sê, hulle is die belangrikste. Laasgenoemde is meer bekend onder die benaming van 45S-RNA. Hul lengte is ongeveer 13 000 nukleotiede. Daaruit gevorm 28S-RNA, 18s-Vorming van 5.8S RNA-RNA. As gevolg van die feit dat hulle geskep net een transkriptor, ontvang die liggaam 'n "waarborg" dat die molekules in gelyke bedrae sal gevorm. Terselfdertyd die skepping van RNA direk gaan net 7000 nukleotiede. Die res van die transkripsie is afgebreek in die kern. Op so 'n groot oorskot word geglo dat dit noodsaaklik is vir die vroeë stadiums van die vorming van ribosome is. Die aantal van hierdie polimerases in selle van hoër wesens beweeg word om die punt van 40 duisend eenhede.
Hoe dit georganiseer?
So, ons het die eerste RNA-polimerase (prokariote-struktuur molekules) is 'n goeie beskou. In hierdie geval, die groot subeenheid, soos inderdaad, en 'n groot aantal ander hoë gewig polipeptiede molekulêre, is daar duidelik onderskeibare funksionele en strukturele gebiede. Tydens kloning van gene en hul primêre struktuur bepaal is geïdentifiseer deur wetenskaplikes evolusionêr bewaar gedeeltes van kettings. Met behulp van 'n goeie uitdrukking, is die navorsers ook gedoen mutatie analise wat ons toelaat om te praat oor die funksionele betekenis van individuele gebiede. Vir hierdie doel, die gebruik van die perseel gelas mutagenese om die individuele polipeptiedkettings verander, en so verander aminosuur subeenhede gebruik in die gemeente van ensieme met daaropvolgende ontleding van eiendomme, wat in die data strukture verkry. Daar is opgemerk dat as gevolg van sy organisasie van die eerste RNA-polimerase in die teenwoordigheid van alfa-amatina ( 'n hoogs giftige stof, wat verkry word uit 'n vaal paddastoel) reageer nie.
funksionering
Beide die eerste en die tweede RNA-polimerase mag bestaan in twee vorme. Een van hulle kan optree om die spesifieke transkripsie inisieer. Die tweede - 'n DNA-afhanklike RNA polimerase. Hierdie houding geopenbaar in die grootste werking van die aktiwiteit. Onderwerp bestudeer meer, maar nou weet ons dat dit hang af van twee transkripsie faktore, waarna verwys word as SL1 en UBF. Veral laasgenoemde - dat dit direk kan kommunikeer met die promotor, terwyl die SL1 UBF teenwoordigheid vereis. Hoewel dit eksperimenteel vasgestel dat DNA-afhanklike RNA polimerase kan deelneem in die transkripsie by 'n minimum en sonder die teenwoordigheid van die laasgenoemde. Maar vir die normale funksionering van hierdie meganisme UBF is nog nodig. Hoekom so? Aansienlik tot dusver versuim het om die oorsaak van hierdie gedrag te vestig. Een van die mees gewilde verduideliking dui daarop dat UBF pleit vir 'n soort van stimulant rDNA transkripsie toe sy groei en ontwikkel. Wanneer rus fase plaasvind, dan behou die minimum vereiste vlak van funksionering. 'N Deel van transkripsie faktore is nie van kritieke belang vir hom. Hier so werk RNA-polimerase. Die funksie van hierdie ensiem kan ondersteun die speel van klein "boustene" van die liggaam, as gevolg van wat dit voortdurend opgedateer vir dekades.
Die tweede groep van ensieme
Hul funksionering word gereguleer deur die vergadering van multiprotein komplekse preinitsiatornogo promotors van die tweede klas. Die meeste dikwels hierdie uitgedruk in die werk van die spesiale proteïene - aktiveerders. As 'n voorbeeld is die TBP. Dit is wat verband hou faktore wat deel is van TFIID. Hulle - 'n teiken vir p53, NF kappa B, en so aan. Sy invloed in die proses van regulering en verskaf proteïene genaamd coactivatoren. Voorbeelde hiervan is die Gcn5. Hoekom het ons hierdie proteïene nodig? Hulle dien as adapters wat die interaksie van aktiveerders en faktore wat in preinitsiatorny kompleks aan te pas. Reg te stel transkripsie plaasgevind het, moet jy die nodige inisieerder faktore het. Ten spyte van die feit dat ses van hulle, direk in wisselwerking met die promotor kan die enigste een wees. Vir ander gevalle vereis gevormde kompleks van 'n tweede RNA-polimerase. Verder, tydens hierdie prosesse is aangrensend proksimale elemente - net 50-200 pare van die terrein waar transkripsie begin. Dit bevat 'n aanduiding van die binding van aktiveerder proteïene.
spesifieke eienskappe
Is die subeenheid struktuur van die ensieme van verskillende oorsprong op hul funksionele rol in die transkripsie? Die presiese antwoord op hierdie vraag is nie, maar glo dat dit waarskynlik positief. Hoe het dit 'n invloed RNA-polimerase? Ensiem funksies eenvoudige struktuur - 'n beperkte reeks van transkripsie van gene (of selfs 'n klein gedeelte). Voorbeelde hiervan is die sintese van RNA primers Okazaki-fragmente. Die promotor spesifisiteit van die RNA-polimerases van bakterieë en fage is dat ensieme houers van eenvoudige struktuur en is baie uiteenlopend. Dit kan gesien word in die proses van DNA-replisering in bakterieë. Alhoewel ons kan oorweeg dit: komplekse struktuur wanneer bestudeer genoom T selfs faag, tydens ontwikkeling, is dit opgemerk dat herhaalde skakel tussen verskeie gene transkripsie groepe, is daar gevind dat die kompleks gebruik vir hierdie RNA-polimerase gasheer. Dit is, 'n eenvoudige ensiem in sulke gevalle is nie veroorsaak. Dit impliseer 'n aantal gevolge:
- RNA-polimerase van eukariote en bakterieë moet in staat wees om verskillende promotors erken.
- Dit is nodig dat die ensiem het 'n spesifieke reaksie op verskillende proteïene-reguleerders.
- RNA-polimerase moet ook in staat wees om die erkenning van die spesifieke aard van die sjabloon DNA nukleotiedvolgorde verander. Om dit te doen, gebruik 'n verskeidenheid van proteïen effektore.
Dit volg op die liggaam se behoefte aan bykomende "gebou" elemente. Proteïene help om die kompleks van RNA-polimerase op skrif te stel om ten volle uit te voer sy funksies. Dit geld vir die meeste, die ensieme komplekse struktuur, waarin die moontlikhede van die implementering van 'n uitgebreide program van genetiese inligting. As gevolg van verskeie probleme, kan ons 'n soort hiërargie struktuur van RNA-polimerase waarneem.
Hoe werk die proses van transkripsie?
Is daar 'n geen wat verantwoordelik is vir skakeling met die RNA-polimerase? Om mee te begin van transkripsie: neem die proses in eukariote plaasvind in die kern. In prokariote, dit vloei binne-in die mikro-organisme. Die verhouding tussen die polimerase is 'n basiese strukturele beginsel van 'n aanvullende paring individuele molekules. Op die kwessies van interaksie kan sê dat DNA is bloot 'n sjabloon en nie verander nie tydens transkripsie. Sedert DNA is 'n holistiese ensiem, die ding is seker, dat 'n bepaalde gene is verantwoordelik vir hierdie polimeer kan wees, maar dit sal 'n baie lang tyd wees. Ons moet nie vergeet dat die DNA bevat 3100000000 nukleotied oorblyfsels. Daarom, meer gepas om te sê dat vir elke tipe van RNA aan sy DNA. Vir die vloei van die polimerase reaksie benodig energie en ribonukle-ozidtrifosfato substrate. As enige vorm 3 ", 5'-fosfodiësterbindings tussen ribonukleozidmonofosfatami. Molekule RNA sintese begin in sekere DNA volgordes (promotors). Die proses eindig by beëindiging webwerwe (beëindiging). Die webwerf, wat hier ter sprake is word transkripsionele genoem. In eukariote, daar is gewoonlik net een geen, terwyl prokariote ook verskeie stukke kode kan besit. Elke transkripsionele het leersaam area. Hulle is geleë spesifieke nukleotiedvolgordes wat interaksie met transkripsionele bogenoemde regulatoriese faktore.
Bakteriële RNA-polimerase
Hierdie mikro-organismes een ensiem is verantwoordelik vir die sintese van mRNA, rRNA en tRNA. Die gemiddelde polimerase molekule het 'n min of meer 5 subeenhede. Twee van hierdie dien as bindende lede ensiem. Nog 'n subeenheid betrokke by die aanvang van sintese. Daar is ook 'n komponent van die ensiem nonspecific vir kommunikasie met DNA. En die laaste subeenheid is om die RNA-polimerase in 'n werkende vorm. Dit is bekend dat die ensiem molekules is nie in 'n "gratis" opgevolg in die sitoplasma van bakterieë. Wanneer RNA-polimerases gebruik, dan bind hulle nie-spesifieke DNA streke en wag totdat die aktiewe promotor oopgemaak word. 'N bietjie afgelei van die onderwerp, moet dit gesê word dat bakterieë is baie gerieflik om proteïene en die invloed daarvan op die ribonukleïensuur polimerase bestudeer. Veral gerieflik vir hulle om te eksperimenteer op stimulasie of inhibisie van die individuele elemente. As gevolg van hul hoë reproduksie tempo kan wees relatief vinnig die gewenste resultaat te kry. Helaas, die menslike studie kan nie uitgevoer word op so 'n vinnige tempo te danke aan ons strukturele diversiteit.
RNA-polimerase "gevang" in verskeie vorme?
Dit werk uit op 'n logiese gevolgtrekking van die artikel. Die belangrikste aandag is aan die eukariote. Maar daar is nog archaea en virusse. So wil hê jy moet 'n bietjie aandag en hierdie vorme van lewe betaal. Die belangrike aktiwiteit van Archeaan daar net een groep van RNA-polimerases. Maar dit is baie soortgelyk in sy eienskappe met die drie verenigings eukariote. Baie wetenskaplikes is voorgestel dat dit wat ons kan sien uit die Arche eintlik 'n evolusionêre voorvader van gespesialiseerde polimerases. Dit is ook interessant, en die struktuur van virusse. Soos voorheen geskryf, nie almal van hierdie organismes het hul eie polimerase. En waar dit is, dit is 'n enkele subeenheid. Daar word geglo dat die virale ensieme afgelei van DNA-polimerases, in plaas van komplekse RNA strukture. Alhoewel as gevolg van die diversiteit van hierdie groep van mikro-organismes verskillende implementering aan 'n gegewe biologiese meganisme.
gevolgtrekking
Helaas, die mensdom het nog nie 'vsoy nodige inligting wat nodig is vir 'n begrip van die genoom. En dat net hy kon gedoen het! Byna alle siektes is basies net 'n genetiese basis - dit geld veral vir die virusse wat voortdurend gee ons probleme aan infeksies en so aan. Die mees komplekse en ongeneeslike siektes - dit is ook, in werklikheid, direk of indirek afhanklik is van die menslike genoom. Wanneer ons leer om te verstaan in hulleself en sal hierdie kennis toe te pas tot voordeel van 'n groot aantal probleme en siektes sal eenvoudig ophou om te bestaan. Nou 'n ding van die verlede, baie voorheen vreeslike siektes soos pokke, plaag. Gereed om pampoentjies, kinkhoes gaan. Maar moenie te ontspan, want ons te make met 'n nog groter aantal verskillende uitdagings wat jy nodig het om die antwoord te vind. En dit sal gevind word nie, want dit gaan om dit te doen.