Ο καθένας που μελετά τη μοριακή βιολογία, βιοχημεία, γενετική μηχανική, και μια σειρά από άλλες σχετικές γνώσεις, αργά ή γρήγορα, θέτει το ερώτημα: ποια είναι η λειτουργία της RNA πολυμεράσης; Αυτό είναι ένα αρκετά πολύπλοκο θέμα που εξακολουθεί να είναι εντελώς ανεξερεύνητο, αλλά, παρ 'όλα αυτά, είναι γνωστό ότι θα φωτίζεται ως μέρος του άρθρου.
γενικές πληροφορίες
Είναι απαραίτητο να θυμόμαστε ότι δεν υπάρχει RNA πολυμεράση του ευκαρυωτικούς και προκαρυωτικούς οργανισμούς. Η πρώτη διαιρείται περαιτέρω σε τρεις τύπους, καθένα από τα οποία είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφή των γονιδίων ξεχωριστή ομάδα. Αυτά τα ένζυμα αριθμούνται για λόγους απλότητας, ως το πρώτο, δεύτερο και τρίτο RNA πολυμεράση. Τα προκαρυωτικά, η δομή των οποίων μη-πυρηνικές, όταν μεταγράφεται λειτουργεί σύμφωνα με την απλοποιημένο διάγραμμα. Ως εκ τούτου, για λόγους σαφήνειας, να συλλάβει όσο το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ευκαρυωτικούς οργανισμούς. RNA πολυμεράσες είναι δομικά όμοια. Πιστεύεται ότι δεν περιέχουν λιγότερο από 10 πολυπεπτιδικές αλυσίδες. Έτσι RNA πολυμεράση συνθέτει 1 (μεταγράφει) γονίδια τα οποία στην συνέχεια μεταφράζονται στις διάφορες πρωτεΐνες. Η δεύτερη ασχολούνται μεταγραφή γονιδίων, τα οποία στη συνέχεια μεταφράζονται σε πρωτεΐνες. RNA πολυμεράση 3 δείχνει διάφορα σταθερά ένζυμα χαμηλού μοριακού βάρους που είναι μετρίως ευαίσθητα σε άλφα amatinu. Αλλά δεν έχουμε αποφασίσει για το τι ακριβώς είναι RNA πολυμεράση! Έτσι ονομάζονται ένζυμα που ασχολούνται με την σύνθεση των μορίων ριβονουκλεϊνικού οξέως. Με τη στενή έννοια κατανοητό από αυτού του DNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση, τα οποία λειτουργούν με βάση της μήτρας του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Τα ένζυμα είναι απαραίτητα για μια μακρά και επιτυχημένη λειτουργία των ζωντανών οργανισμών. RNA πολυμεράση μπορεί να βρεθεί σε όλα τα κύτταρα και πολλούς ιούς.
Το τμήμα σχετικά με τις λεπτομέρειες
Ανάλογα με τη σύνθεση της υπομονάδας των RNA πολυμερασών χωρίζονται σε δύο ομάδες:
- Η πρώτη ασχολείται με τη μεταγραφή ενός μικρού αριθμού γονιδίων στα γονιδιώματα των απλών. Για τη λειτουργία σε αυτή την περίπτωση δεν απαιτεί περίπλοκες κανονιστικές επιπτώσεις. Ως εκ τούτου, εδώ αναφέρεται σε όλα τα ένζυμα τα οποία αποτελούνται από μόνο μία υπομονάδα. Ως παράδειγμα μπορούν να επάγουν τον βακτηριοφάγο RNA πολυμεράση και τα μιτοχόνδρια.
- Η ομάδα αυτή περιλαμβάνει όλα τα ευκαρυωτικά RNA πολυμεράση και τα βακτήρια, τα οποία είναι δύσκολο διατεταγμένα. Είναι περίπλοκα συμπλέγματα πρωτεΐνης mnogosubedinichnye που μπορεί να μεταγράψει χιλιάδες διαφορετικά γονίδια. Κατά τη λειτουργία, αυτά τα γονίδια ανταποκρίνονται σε μεγάλο αριθμό ρυθμιστικών σημάτων που λαμβάνονται από πρωτεϊνικούς παράγοντες και νουκλεοτίδια.
Αυτές οι δομικές και λειτουργικές διαίρεση είναι μάλλον υπό όρους και απλοποίηση της πραγματικής κατάστασης.
Τι κάνει η RNA πολυμεράση Ι;
Είχαν σταθερή λειτουργία της εκπαίδευσης των πρωτογενών μεταγραφών των γονιδίων rRNA, δηλαδή, είναι το πιο σημαντικό. Ο τελευταίος είναι πιο γνωστό με την ονομασία του 45S-RNA. Το μήκος τους είναι περίπου 13 000 νουκλεοτίδια. Από αυτό διαμορφώνονται 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Λόγω του γεγονότος ότι δημιουργούνται μόνο ένα transkriptor, το σώμα λαμβάνει ένα «εγγυήσεις» ότι τα μόρια θα διαμορφωθεί σε ίσες ποσότητες. Ταυτόχρονα η δημιουργία RNA πηγαίνει κατευθείαν μόνο 7000 νουκλεοτίδια. Το υπόλοιπο της μεταγραφής αποικοδομείται στον πυρήνα. Σε ένα τόσο μεγάλο υπόλειμμα πιστεύεται ότι είναι αναγκαίο για τα πρώτα στάδια του σχηματισμού των ριβοσωμάτων. Ο αριθμός αυτών των πολυμεράσες στα κύτταρα των υψηλότερων όντων κυμαίνεται γύρω στο 40 χιλιάδες μονάδες.
Πώς είναι οργανωμένη;
Έτσι, έχουμε την πρώτη πολυμεράση RNA (μόρια-δομή προκαρυωτικά) θεωρείται καλή. Σε αυτήν την περίπτωση, η μεγάλη υπομονάδα, όπως, πράγματι, και ένας μεγάλος αριθμός άλλων πολυπεπτιδίων υψηλού μοριακού βάρους, υπάρχουν σαφώς διακριτές λειτουργικές και δομικές περιοχές. Κατά τη διάρκεια της κλωνοποίησης των γονιδίων και για να καθορίσει την πρωτοταγή τους δομή έχουν ταυτοποιηθεί από τους επιστήμονες εξελικτικά συντηρημένα τμήματα των αλυσίδων. Χρησιμοποιώντας μια καλή έκφραση, οι ερευνητές διεξήχθησαν επίσης ανάλυση μεταλλάξεων που μας επιτρέπει να μιλήσουμε για τη λειτουργική σημασία των επιμέρους τομέων. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιώντας τοποκατευθυνόμενη μεταλλαξογένεση για να αλλάξει τις επιμέρους πολυπεπτιδικές αλυσίδες, και τέτοιες υπομονάδες τροποποιημένο αμινοξύ χρησιμοποιείται σε συναρμολόγηση των ενζύμων με επακόλουθη ανάλυση των ιδιοτήτων, τα οποία ελήφθησαν στις δομές δεδομένων. Σημειώθηκε ότι λόγω της οργάνωσης του πρώτου RNA πολυμεράση παρουσία των άλφα-amatina (μια εξαιρετικά τοξική ουσία, η οποία λαμβάνεται από ένα χλωμό Φρύνος) δεν αντιδρά.
λειτουργία
Τόσο η πρώτη και η δεύτερη πολυμεράση RNA μπορεί να υπάρχει σε δύο μορφές. Ένας από αυτούς μπορεί να λειτουργήσει για να κινήσει τη συγκεκριμένη μεταγραφή. Το δεύτερο - ένα DNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση. Η στάση αυτή εκδηλώνεται στη μεγαλύτερη επιχείρηση της δραστηριότητας. Θέμα μελετηθεί περισσότερο, αλλά τώρα γνωρίζουμε ότι αυτό εξαρτάται από δύο παράγοντες μεταγραφής, που αναφέρονται ως SL1 και UBF. Ειδικά το τελευταίο - ότι μπορεί να επικοινωνεί απευθείας με τον υποκινητή, ενώ η SL1 UBF απαιτεί παρουσία. Αν και έχει πειραματικά αποδειχθεί ότι το DNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση μπορεί να συμμετέχει στη μεταγραφή σε ένα ελάχιστο και χωρίς την παρουσία του τελευταίου. Αλλά για την κανονική λειτουργία του μηχανισμού αυτού UBF εξακολουθεί να είναι απαραίτητη. Γιατί αυτό; Σημαντικά καταφέρει μέχρι στιγμής να καθοριστεί η αιτία αυτής της συμπεριφοράς. Ένα από τα πιο δημοφιλή εξήγηση δείχνει ότι UBF υποστηρίζει ένα είδος διεγερτικό της μεταγραφής rDNA όταν μεγαλώνει και αναπτύσσεται. Όταν ηρεμούντα φάση εμφανίζεται, στην συνέχεια διατήρησε το ελάχιστο απαιτούμενο επίπεδο λειτουργίας. Ένα μέρος των μεταγραφικών παραγόντων δεν είναι κρίσιμη γι 'αυτόν. Εδώ έτσι λειτουργεί RNA πολυμεράση. Η λειτουργία αυτού του ενζύμου επιτρέπει υποστηρίζουν την αναπαραγωγή των μικρών «δομικά στοιχεία» του σώματος, λόγω της οποίας θα ενημερώνεται συνεχώς εδώ και δεκαετίες.
Η δεύτερη ομάδα των ενζύμων
λειτουργία τους ρυθμίζεται από τη συναρμολόγηση πολυπρωτεϊνικό σύμπλοκο υποκινητών preinitsiatornogo της δεύτερης κατηγορίας. Τις περισσότερες φορές αυτό εκφράζεται στο έργο των ειδικών πρωτεϊνών - ενεργοποιητών. Ως ένα παράδειγμα είναι η ΤΒΡ. Είναι σχετίζεται παράγοντες που αποτελούν μέρος του TFIID. Μπορούν - στόχος για την p53, NF kappa B, και ούτω καθεξής. Η επιρροή του στη διαδικασία ρύθμισης και να παρέχει πρωτεΐνες που ονομάζονται συνενεργοποιητές. Παραδείγματα είναι η GCN5. Γιατί χρειαζόμαστε αυτές τις πρωτεΐνες; Χρησιμεύουν ως προσαρμογείς που προσαρμόζουν την αλληλεπίδραση των ενεργοποιητών και των παραγόντων που βρίσκονται σε preinitsiatorny συγκρότημα. Για να διορθώσετε συμβεί μεταγραφή, θα πρέπει να έχετε τα απαραίτητα στοιχεία εκκινητή. Παρά το γεγονός ότι έξι από αυτούς, αλληλεπιδρούν άμεσα με τον υποκινητή μπορεί να είναι η μόνη. Για τις άλλες περιπτώσεις απαιτεί προσχηματισμένο σύμπλεγμα ενός δεύτερου RNA πολυμεράση. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια αυτών των διαδικασιών είναι γειτονικά στοιχεία εγγύς - μόνο 50-200 ζεύγη από τη θέση όπου αρχίζει η μεταγραφή. Περιέχουν μια ένδειξη της δέσμευσης των πρωτεϊνών ενεργοποιητή.
ειδικά χαρακτηριστικά
Μήπως η δομή υπομονάδας των ενζύμων διαφορετικής προέλευσης στο λειτουργικό τους ρόλο στη μεταγραφή; Η ακριβής απάντηση στο ερώτημα αυτό δεν είναι, αλλά πιστεύεται ότι είναι πιθανό θετικό. Πως επηρεάζει την RNA πολυμεράση; Enzyme λειτουργίες απλή δομή - ένα περιορισμένο φάσμα μεταγραφή γονιδίων (ή ακόμη και ένα μικρό μέρος). Παραδείγματα είναι η σύνθεση του RNA εναρκτήρες θραυσμάτων Okazaki. Η ειδικότητα του υποκινητή των RNA πολυμερασών των βακτηρίων και φάγων είναι ότι τα ένζυμα είναι κάτοχοι απλή δομή και είναι ποικίλες. Αυτό μπορεί να φανεί στη διαδικασία της αντιγραφής του DNA σε βακτήρια. Αν και μπορούμε να θεωρήσουμε αυτήν: πολύπλοκη δομή όταν μελετηθεί γονιδιώματος Τ ακόμη και φάγου, κατά την ανάπτυξη, σημειώθηκε ότι επαναλήφθηκε εναλλαγή μεταξύ διαφόρων ομάδων γονιδιακή μεταγραφή, διαπιστώθηκε ότι το σύμπλοκο που χρησιμοποιείται για αυτόν τον ξενιστή RNA πολυμεράση. Δηλαδή, ένα απλό ένζυμο σε τέτοιες περιπτώσεις δεν προκαλείται. Αυτό συνεπάγεται μια σειρά από συνέπειες:
- RNA πολυμεράση των ευκαρυωτικών και βακτήρια πρέπει να είναι σε θέση να αναγνωρίζουν διαφορετικούς υποκινητές.
- Είναι απαραίτητο ότι το ένζυμο έχει μια ειδική απόκριση σε διαφορετικές πρωτεΐνες-ρυθμιστές.
- RNA πολυμεράση πρέπει επίσης να είναι σε θέση να αλλάξουν την αναγνώριση της εξειδίκευσης της αλληλουχίας νουκλεοτιδίου ϋΝΑ εκμαγείο. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε μια ποικιλία από τελεστές πρωτεΐνης.
Επομένως, η ανάγκη του σώματος για επιπλέον στοιχεία «κτίριο». Οι πρωτεΐνες βοηθούν να μεταγράψει το συγκρότημα του RNA πολυμεράση να εκτελέσει πλήρως τα καθήκοντά του. Αυτό ισχύει, για τους περισσότερους, η ένζυμα πολύπλοκη δομή, στην οποία οι δυνατότητες της εφαρμογής ενός εκτεταμένου προγράμματος γενετικής πληροφορίας. Λόγω διαφόρων προβλημάτων, μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα είδος ιεραρχίας δομή της RNA πολυμεράσης.
Πώς λειτουργεί η διαδικασία της μεταγραφής;
Υπάρχει ένα γονίδιο που είναι υπεύθυνο για τις επαφές με την RNA πολυμεράση; Για να ξεκινήσετε μεταγραφής: η διαδικασία στα ευκαρυωτικά λαμβάνει χώρα στον πυρήνα. Σε προκαρυωτικά, αυτό ρέει μέσα στο μικροοργανισμό. Η σχέση μεταξύ της πολυμεράσης είναι ένα βασικό δομικό αρχή ενός συμπληρωματικού μορίων ζευγάρωμα άτομο. Σχετικά με τα θέματα της αλληλεπίδρασης μπορεί να πει ότι το DNA είναι απλώς ένα πρότυπο και δεν αλλάζει κατά τη διάρκεια της μεταγραφής. Δεδομένου ότι το DNA είναι μια ολιστική ένζυμο, το πράγμα είναι βέβαιο, ότι ένα συγκεκριμένο γονίδιο είναι υπεύθυνο για αυτό το πολυμερές μπορεί να είναι, αλλά θα είναι ένα πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι το DNA περιέχει 3,1 δισεκατομμύρια νουκλεοτιδίων υπολείμματα. Ως εκ τούτου, πιο κατάλληλο να πούμε ότι για κάθε τύπο του RNA συναντά το DNA του. Για την ροή της αντίδρασης πολυμεράσης χρειάζεται ενέργεια και ribonukle-ozidtrifosfato υποστρώματα. Εάν οποιοδήποτε σχηματίζονται 3», 5'-δεσμούς φωσφοδιεστέρα μεταξύ ribonukleozidmonofosfatami. σύνθεση μόριο RNA αρχίζει σε ορισμένες αλληλουχίες του DNA (προαγωγούς). Η διαδικασία τερματίζεται σε θέσεις τερματισμού (λήξης). Η ιστοσελίδα, η οποία ασχολείται εδώ ονομάζεται μεταγραφικά. Στους ευκαρυώτες, υπάρχει συνήθως μόνο ένα γονίδιο, ενώ προκαρυωτικά μπορούν επίσης να διαθέτουν πολλαπλά κομμάτια του κώδικα. Κάθε μεταγραφική έχει uninformative περιοχή. Βρίσκονται ειδικές νουκλεοτιδικές αλληλουχίες που αλληλεπιδρούν με μεταγραφική ρυθμιστική παράγοντες που αναφέρθηκαν παραπάνω.
Βακτηριακή πολυμεράση RNA
Αυτοί οι μικροοργανισμοί ένα ένζυμο είναι υπεύθυνο για την σύνθεση του mRNA, rRNA και tRNA. Ο μέσος όρος μόριο πολυμεράσης έχει σχήμα περίπου 5 υπομονάδες. Δύο από αυτές χρησιμεύουν ως δεσμευτικό ένζυμο μέλη. Μια άλλη υπομονάδα εμπλέκεται στην έναρξη της σύνθεσης. Υπάρχει επίσης ένα συστατικό του ενζύμου μη ειδικής για την επικοινωνία με το DNA. Και η τελευταία υπομονάδα έχει φέρει την πολυμεράση RNA σε μορφή εργασίας. Σημειώνεται ότι τα μόρια ενζύμου δεν βρίσκονται σε μια «ελεύθερη» πλοήγηση στο κυτταρόπλασμα των βακτηρίων. Όταν χρησιμοποιούνται RNA πολυμεράσες, τότε θα συνδέονται μη-ειδικές περιοχές DNA και περιμένουμε μέχρι να ανοίξει το δραστικό υποκινητή. Λίγο αποσπούν την προσοχή από το θέμα, θα πρέπει να πούμε ότι τα βακτήρια είναι πολύ βολικό για τη μελέτη πρωτεϊνών και την επιρροή τους επί της πολυμεράσης ριβονουκλεϊκού οξέος. Ειδικά βολικό γι 'αυτούς να πειραματιστούν σε διέγερση ή η αναστολή των μεμονωμένων στοιχείων. Λόγω του υψηλού ρυθμού αναπαραγωγής τους μπορεί να είναι σχετικά γρήγορα να πάρει το επιθυμητό αποτέλεσμα. Δυστυχώς, η ανθρώπινη μελέτη δεν μπορεί να διεξαχθεί σε ένα τέτοιο γρήγορο ρυθμό, χάρη στις διαρθρωτικές πολυμορφία μας.
RNA πολυμεράση «πιάστηκε» σε διάφορες μορφές;
Αυτό έρχεται σε ένα λογικό συμπέρασμα το άρθρο. Η κύρια προσοχή δόθηκε στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Αλλά υπάρχει ακόμα αρχαία και ιούς. Έτσι θέλετε να πληρώσετε λίγο προσοχή και αυτές τις μορφές ζωής. Η ζωτική δραστηριότητα των Archean υπάρχει μόνο μία ομάδα του RNA πολυμεράσες. Αλλά είναι πολύ παρόμοια με τις ιδιότητές του με τις τρεις ενώσεις ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Πολλοί επιστήμονες έχουν προτείνει ότι αυτό που μπορούμε να δούμε από την Αψίδα πραγματικά ένα εξελικτικό πρόγονο των εξειδικευμένων πολυμεράσες. Είναι επίσης ενδιαφέρον, και η δομή των ιών. Όπως γράφτηκε στο παρελθόν, δεν είναι όλοι από αυτούς τους οργανισμούς έχουν τη δική τους πολυμεράση. Και πού είναι, είναι ένα μόνο υπομονάδα. Πιστεύεται ότι τα ιικά ένζυμα που προέρχονται από ϋΝΑ πολυμεράσες, αντί των πολύπλοκων δομών RNA. Παρά το γεγονός ότι, λόγω της ποικιλομορφίας αυτής της ομάδας μικροοργανισμών διαφορετική εφαρμογή συναντά ένα συγκεκριμένο βιολογικό μηχανισμό.
συμπέρασμα
Αλίμονο, η ανθρωπότητα δεν έχει ακόμα απαραίτητες vsoy πληροφορίες που απαιτούνται για την κατανόηση του γονιδιώματος. Και ότι μόνο αυτός θα μπορούσε να γίνει! Σχεδόν όλες οι ασθένειες είναι βασικά ακριβώς μια γενετική βάση - αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους ιούς που μας δίνει συνεχώς προβλήματα σε λοιμώξεις και ούτω καθεξής. Τα πιο πολύπλοκα και ανίατες ασθένειες - είναι επίσης, στην πραγματικότητα, άμεσα ή έμμεσα εξαρτώνται από το ανθρώπινο γονιδίωμα. Όταν μαθαίνουμε να κατανοήσουμε στον εαυτό τους και θα εφαρμόσει αυτή τη γνώση προς όφελος του μεγάλου αριθμού των προβλημάτων και των ασθενειών θα πάψει απλά να υπάρχει. Τώρα, ένα πράγμα του παρελθόντος, πολλοί στο παρελθόν φοβερές ασθένειες όπως η ευλογιά, η πανούκλα. Να πάρει έτοιμος να πάει παρωτίτιδα, κοκκύτη. Αλλά μην χαλαρώσουν, γιατί βρισκόμαστε αντιμέτωποι με ένα ακόμη μεγαλύτερο αριθμό διαφορετικών προκλήσεων που θα πρέπει να βρείτε την απάντηση. Και θα βρεθεί, γιατί πρόκειται να το πράξει.