Alla som studerar molekylärbiologi, biokemi, genteknik, samt ett antal andra relaterade kunskap, förr eller senare, ställer frågan: vad är funktionen av RNA-polymeras? Detta är en ganska komplicerad fråga som fortfarande är helt outforskat, men ändå är det känt att det kommer att tändas som en del av artikeln.
allmän information
Det är nödvändigt att komma ihåg att det finns RNA-polymeras av eukaryoter och prokaryoter. Den första är dessutom uppdelad i tre typer, vilka var och en ansvarar för transkriptionen av gener separat grupp. Dessa enzymer är numrerade för enkelhets skull, som den första, andra och tredje RNA-polymeras. Prokaryoter strukturen av vilka icke-nukleär, när den transkriberas arbetar enligt det förenklade diagrammet. Därför, för tydlighetens skull, för att fånga så mycket information som möjligt kommer att behandlas eukaryoter. RNA-polymeraser är strukturellt likartade. Man tror att de innehåller inte mindre än 10 polypeptidkedjor. Sålunda RNA-polymeras syntetiserar 1 (transkriberar) gener som därefter översätts till de olika proteinerna. Den andra engagerade transkriberande gener, som därefter översätts till proteiner. RNA-polymeras 3 visar olika stabila molekylvikt enzymer låga som är måttligt känsliga för alfa amatinu. Men vi har inte beslutat om vad exakt är RNA-polymeras! Så kallade enzymer som är engagerade i syntes av ribonukleinsyror syramolekyler. I snäv mening förstås av detta DNA-beroende RNA-polymeras, som utförs på grundval av matrisen av deoxiribonukleinsyra. Enzymer är en förutsättning för en lång och framgångsrik funktion hos levande organismer. RNA-polymeras kan hittas i alla celler och många virus.
Uppdelningen på detaljerna
Beroende på sammansättningen av komponenter i RNA-polymeraser är uppdelade i två grupper:
- Den första handlar om att transkribera ett litet antal gener i genomen av enkla. För driften i det här fallet inte kräver komplexa reglerande effekt. Därför avses här alla enzymer som består av endast en underenhet. Som ett exempel kan inducera bakteriofag RNA-polymeras och mitokondrier.
- Denna grupp inkluderar alla eukaryota RNA-polymeras och bakterier, vilka är svåra anordnade. De är invecklade mnogosubedinichnye proteinkomplex som kan transkribera tusentals olika gener. Under drift, dessa gener svarar på ett stort antal regulatoriska signaler som tas emot från proteinfaktorer och nukleotider.
Sådan strukturell och funktionell uppdelning är ganska villkorlig och en förenkling av den verkliga situationen.
Vad gör RNA-polymeras I?
De fixerades funktion för utbildning av primära transkriptioner av rRNA gener, det vill säga de är de viktigaste. De senare är mer känt under beteckningen 45S-RNA. Deras längd är ca 13 000 nukleotider. Från det bildas 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. På grund av det faktum att de är skapade bara en transkriptor får kroppen en "garanti" att molekylerna kommer att bildas i lika stora mängder. Samtidigt direkt går att skapa RNA endast 7000 nukleotider. Resten av transkript bryts ned i kärnan. På en så stor återstod tror att det är nödvändigt för de tidiga stadierna av bildandet av ribosomer. Antalet av dessa polymeraser i celler från högre varelser svävar runt märket av 40 tusen enheter.
Hur det är organiserat?
Sålunda har vi den första RNA-polymeras (prokaryoter-strukturmolekyler) bedöms som god. I detta fall, den stora subenheten, vilket faktiskt och ett stort antal andra högmolekylära polypeptider, det finns klart urskiljbara funktionella och strukturella domäner. Under kloning av gener och för att bestämma deras primärstruktur har identifierats av forskare evolutionärt konserverade delarna av kedjor. Med hjälp av en bra uttryck, har forskarna också genomfört mutationsanalys som tillåter oss att tala om den funktionella betydelsen av enskilda domäner. För detta ändamål, med användning av platsriktad mutagenes för att ändra de individuella polypeptidkedjoma, och sådana modifierade aminosyra subenheter som används i monteringen av enzymer med efterföljande analys av egenskaper, vilka erhölls i datastrukturerna. Det noterades att på grund av sin organisation av den första RNA-polymeras i närvaro av alfa-amatina (ett mycket giftigt ämne, som erhålls från en blek giftsvamp) reagerar inte.
funktion
Både den första och den andra RNA-polymeraset kan existera i två former. En av dem kan verka för att initiera den specifika transkriptionen. Den andra - ett DNA-beroende RNA-polymeras. Denna attityd manifesteras i det största driften av verksamheten. Angående studeras, men nu vet vi att det beror på två transkriptionsfaktorer, som kallas SL1 och UBF. Speciellt den senare - att den kan kommunicera direkt med promotorn, medan SL1 UBF kräver närvaro. Även om det har experimentellt fastställts att DNA-beroende RNA-polymeras kan delta i transkription vid ett minimum och utan närvaro av den senare. Men för den normala funktionen av denna mekanism fortfarande behövs UBF. Varför så? Betydligt hittills misslyckats med att fastställa orsaken till detta beteende. En av de mest populära förklaringen tyder på att UBF förespråkar ett slags stimulerande rDNA transkription när hon växer och utvecklas. När de vilar fasen inträffar, sedan bibehöll funktionsnivå minimum som krävs. En del av transkriptionsfaktorer är inte kritisk för honom. Här så fungerar RNA-polymeras. Funktionen av detta enzym kan stödja uppspelning av små "byggstenar" i kroppen, på grund av vilka det är ständigt uppdateras i årtionden.
Den andra gruppen av enzymer
Deras funktion regleras av sammansättningen av multiprotein komplexa preinitsiatornogo promotorer av den andra klassen. Oftast detta uttrycks i arbetet med de särskilda proteiner - aktivatorer. Som ett exempel är den TBP. Det är förenat faktorer som ingår i TFIID. De - ett mål för p53, NF kappa B, och så vidare. Dess inflytande i processen för reglering och ger proteiner som kallas samaktivatorer. Exempel på detta är Gcn5. Varför behöver vi dessa proteiner? De fungerar som adaptrar som anpassar samspelet mellan aktivatorer och faktorer som finns i preinitsiatorny komplex. För att korrigera transkription inträffat, måste du ha de nödvändiga initiator faktorer. Trots att sex av dem, direkt samverka med promotorn kan vara den enda. För andra fall kräver förbildat komplex av en andra RNA-polymeras. Dessutom under dessa processer är intilliggande proximala element - endast 50-200 par från det ställe där transkription påbörjas. De innehåller en indikation på bindning av aktivator proteiner.
särdrag
Har subenheten strukturen hos enzymer av olika ursprung på deras funktionella roll i transkriptionen? Den exakta svaret på den frågan är nej, men trodde att det är sannolikt positivt. Hur gjorde det påverkar RNA-polymeras? Enzymfunktioner enkel struktur - ett begränsat sortiment av transkription av gener (eller till och med en liten del). Exempel är syntesen av RNA-primrar Okazaki fragment. Promotorspecificitet av de RNA-polymeraser av bakterier och fager är att enzymer är innehavare av enkel konstruktion och är skiftande. Detta kan ses i processen av DNA-replikation i bakterier. Även om vi kan överväga detta: komplex struktur när studerade genomet T ens fag, under utvecklingen, noterades det att upprepad omkoppling mellan olika genen transkriptionsgrupper, fann man att komplexet som används för detta RNA-polymeras värd. Det vill säga en enkel enzym i sådana fall inte induceras. Detta innebär en rad konsekvenser:
- RNA-polymeras av eukaryoter och bakterier måste kunna känna igen olika promotorer.
- Är det nödvändigt att enzymet har ett specifikt svar på olika proteiner-regulatorer.
- RNA-polymeras måste också kunna ändra erkännandet av specificiteten hos mall-DNA-nukleotidsekvensen. För att göra detta, använder en rad olika proteineffektenheter.
Det följer kroppens behov av ytterligare "building" element. Proteiner hjälper till att transkribera komplex av RNA-polymeras till fullo utföra sina uppgifter. Detta gäller, för de flesta, enzymerna komplex struktur, i vilken möjligheterna att genomföra ett omfattande program för genetisk information. På grund av olika problem, kan vi observera en slags hierarkisk struktur av RNA-polymeras.
Hur processen för transkription?
Finns det en gen som är ansvarig för kontakterna med RNA-polymeras? För att starta av transkription: processen eukaryoter sker i kärnan. I prokaryoter, flödar det in i mikroorganismen. Förhållandet mellan polymeras är en grundläggande strukturell princip av en komplementär hoppass individuella molekyler. På frågan om interaktion kan säga att DNA är bara en mall och inte ändras under transkription. Eftersom DNA är ett holistiskt enzym, är det visst att en särskild gen är ansvarig för denna polymer kan vara, men det kommer att vara en mycket lång tid. Vi får inte glömma att DNA innehåller 3,1 miljarder nukleotidrester. Därför mer lämpligt att säga att för varje typ av RNA uppfyller sitt DNA. För flödet av polymerasreaktionen behöver energi och ribonukle-ozidtrifosfato substrat. Om någon är bildade 3', 5'-fosfodiesterbindningar mellan ribonukleozidmonofosfatami. Molekyl RNA-syntes börjar i vissa DNA-sekvenser (promotorer). Processen slutar vid termineringsställen (termine). Sajten, som är involverat här kallas transkriptions. I eukaryoter finns det oftast bara en gen, medan prokaryoter kan också ha flera bitar av kod. Varje transkriptions har intetsägande området. De finns specifika nukleotidsekvenser som interagerar med transkriptionsreglerings faktorer som nämns ovan.
Bakteriellt RNA-polymeras
Dessa mikroorganismer ett enzym är ansvarigt för syntesen av mRNA, rRNA och tRNA. Den genomsnittliga polymerasmolekyl har en ungefär fem subenheter. Två av dessa tjänar som bindande medlemmar enzym. En annan subenhet involverad i initieringen av syntesen. Det finns också en komponent av enzymet ospecifik för kommunikation med DNA. Och den sista subenheten har föra RNA-polymeras i en arbetsgrupp form. Det noteras att enzymmolekylerna inte är i en "fri" navigera i cytoplasman av bakterier. När RNA-polymeraser används, då de binder icke-specifika DNA-regioner och väntar tills den aktiva promotorn öppnas. Lite distraheras från ämnet, bör det sägas att bakterier är mycket bekvämt att studera proteiner och deras påverkan på ribonukleinsyra polymeras. Särskilt praktiskt för dem att experimentera på stimulering eller inhibering av de individuella elementen. På grund av deras höga reproduktionstakt kan vara relativt snabbt få det önskade resultatet. Ack, den mänskliga studien kan inte utföras på en sådan snabb takt tack vare vår strukturell mångfald.
RNA-polymeras "fångas" i olika former?
Som kommer till en logisk slutsats artikeln. Huvud uppmärksamhet ägnades åt de eukaryoter. Men det finns fortfarande arkéer och virus. Så du vill betala lite uppmärksamhet och dessa former av liv. Den viktiga aktivitet Arkeiska finns det bara en grupp av RNA-polymeraser. Men det är mycket lika i sina egenskaper med tre föreningar eukaryoter. Många forskare har föreslagit att det kan vi se från Arche faktiskt en evolutionär anfader specialiserade polymeraser. Det är också intressant, och strukturen av virus. Som tidigare skrivit, inte alla dessa organismer har sin egen polymeras. Och där det är, är det en enda subenhet. Man tror att de virala enzymerna härledda från DNA-polymeraser, i stället för komplexa RNA-strukturer. Men på grund av mångfalden av denna grupp av mikroorganismer annan implementering uppfyller en given biologisk mekanism.
slutsats
Tyvärr har mänskligheten ännu inte har vsoy nödvändig information som krävs för en förståelse av genomet. Och som bara han kunde ha gjort! Nästan alla sjukdomar är i grunden bara en genetisk grund - detta gäller särskilt de virus som ständigt ger oss problem för infektioner och så vidare. De mest komplexa och obotliga sjukdomar - de är också i själva verket direkt eller indirekt beroende av det mänskliga genomet. När vi lär oss att förstå sig själva och kommer att tillämpa denna kunskap till förmån för ett stort antal problem och sjukdomar kommer helt enkelt att upphöra att existera. Nu en sak av det förflutna, många tidigare fruktansvärda sjukdomar som smittkoppor, pest. Redo att gå påssjuka, kikhosta. Men inte slappna av, eftersom vi står inför en ännu större antal olika utmaningar som du behöver för att hitta svaret. Och det kommer att finnas, eftersom det kommer att göra det.