Alle, der studerer molekylær biologi, biokemi, genteknologi, og en række andre relaterede viden, før eller senere, stiller spørgsmålet: Hvad er den funktion af RNA-polymerase? Dette er en forholdsvis kompliceret emne, der er stadig helt uudforsket, men ikke desto mindre er det kendt, at det vil blive belyst som en del af artiklen.
generelle oplysninger
Det er nødvendigt at huske, at der er RNA-polymerase af eukaryoter og prokaryoter. Den første er yderligere opdelt i tre typer, som hver især er ansvarlige for transkriptionen af gener separat gruppe. Disse enzymer er nummereret for nemheds skyld, som det første, andet og tredje RNA-polymerase. Prokaryoter er strukturen af hvilke ikke-nukleare, når den er transkriberet fungerer i henhold til principskitse. Derfor, for klarhed, at fange så mange oplysninger som muligt, vil blive behandlet eukaryoter. RNA-polymeraser ligner strukturelt. Antages det, at de ikke indeholder mindre end 10 polypeptidkæder. Således RNA-polymerase syntetiserer 1 (transkriberer) gener, der efterfølgende oversættes til de forskellige proteiner. Det andet beskæftiger transskribere gener, der efterfølgende omsættes til proteiner. RNA-polymerase 3 viser forskellige stabile lavmolekylære enzymer, som er moderat følsomme til alfa amatinu. Men vi har ikke besluttet, hvad der præcist er RNA polymerase! Såkaldte enzymer, der er involveret i syntesen af ribonukleinsyremolekyler. I snæver forstand forstås af denne DNA-afhængig RNA-polymerase, som opererer på grundlag af matrixen af desoxyribonucleinsyre. Enzymer er afgørende for en lang og velfungerende levende organismer. RNA-polymerase kan findes i alle celler og mange vira.
Opdelingen på detaljerne
Afhængigt af subunitsammensætningen af RNA-polymeraser er opdelt i to grupper:
- Den første vedrører transskribere et lille antal gener i genomerne af enkel. For driften i dette tilfælde ikke kræver kompliceret lovgivningsmæssige konsekvenser. Derfor her refererer til alle enzymer, der består af kun én underenhed. Som et eksempel kan inducere bakteriofag RNA-polymerase og mitokondrier.
- Denne gruppe omfatter alle eukaryot RNA-polymerase og bakterier, som er vanskelige arrangeret. De er indviklede mnogosubedinichnye proteinkomplekser, som kan transskriberer tusindvis af forskellige gener. Under drift disse gener reagere på en lang række regulatoriske signaler, der modtages fra proteinfaktorer og nukleotider.
Sådanne strukturelle og funktionelle opdeling er temmelig betinget og en forenkling af den virkelige situation.
Hvad gør RNA-polymerase I?
De blev fikseret funktion af uddannelse af primære udskrifter af rRNA-generne, det vil sige, de er de vigtigste. Sidstnævnte mere kendt under betegnelsen 45S-RNA. Deres længde er omkring 13 000 nukleotider. Fra det dannes 28S-RNA, 18S-5,8S RNA-RNA. På grund af det faktum, at de er skabt kun én transkriptor, kroppen får en "garanti", at molekylerne vil blive dannet i lige store mængder. Samtidig oprettelsen af RNA direkte går kun 7000 nukleotider. Resten af udskrift nedbrydes i kernen. På sådan en stor rest menes, at det er nødvendigt for de tidlige stadier af dannelsen af ribosomer. Antallet af disse polymeraser i celler af højere væsener svinger omkring mærket af 40 tusinde enheder.
Hvordan det er organiseret?
Således har vi den første RNA-polymerase (prokaryoter-struktur molekyler) anses for god. I dette tilfælde den store underenhed, som, ja, og et stort antal andre polypeptider med høj molekylvægt, der er klart forskellige funktionelle og strukturelle domæner. Under kloning af gener og til bestemmelse af deres primære struktur er blevet identificeret af forskere evolutionært konserverede dele af kæder. Ved hjælp af et godt udtryk, blev forskerne også gennemført mutationsanalyse der giver os mulighed for at tale om den funktionelle betydning af de enkelte domæner. Til dette formål, under anvendelse af stedorienteret mutagenese for at ændre de enkelte polypeptidkæder, og sådanne modificerede aminosyreunderenheder anvendes i samling af enzymer med efterfølgende analyse af egenskaber, som blev opnået i de datastrukturer. Det blev bemærket, at på grund af sin organisation af det første RNA-polymerase i nærværelse af alfa-amatina (et meget giftigt stof, som er fremstillet af et blegt paddehat) reagerer ikke.
funktion
Både den første og den anden RNA-polymerase kan eksistere i to former. En af dem kan virke til at initiere den specifikke transskription. Den anden - en DNA-afhængig RNA-polymerase. Denne holdning kommer til udtryk i den største operation af aktiviteten. Emne studeret mere, men nu ved vi, at det afhænger af to transkriptionsfaktorer, som der henvises til som SL1 og UBF. Især sidstnævnte - at den kan kommunikere direkte med promotoren, mens SL1 UBF kræver tilstedeværelse. Selv om det er blevet eksperimentelt bevist, at DNA-afhængig RNA-polymerase kan deltage i transkriptionen på et minimum og uden tilstedeværelsen af sidstnævnte. Men for den normale funktion af denne mekanisme er stadig behov UBF. Hvorfor så? Markant hidtil undladt at fastslå årsagen til denne adfærd. En af de mest populære forklaring tyder på, at UBF er fortaler for en slags stimulerende rDNA transskription, når hun vokser og udvikler sig. Når de hviler fase sker, derefter holdt det krævede minimum funktionsniveau. En del af transkriptionsfaktorer er ikke kritisk for ham. Her så virker RNA-polymerase. Funktionen af dette enzym giver støtte afspilning af små "byggesten" i kroppen, som følge af hvilken den er konstant opdateret i årtier.
Den anden gruppe af enzymer
Deres funktion er reguleret af samlingen af multiproteinkompleks preinitsiatornogo promotorer af den anden klasse. Oftest dette kommer til udtryk i arbejdet i de særlige proteiner - aktivatorer. Som et eksempel er TBP. Det er forbundet faktorer, der er en del af TFIID. De - et mål for p53, NF-kappa B, og så videre. Dens indflydelse i processen med regulering og give proteiner kaldet coaktivatorer. Eksempler er Gcn5. Hvorfor har vi brug for disse proteiner? De tjener som adaptere, tilpasse samspillet mellem aktivatorer og faktorer, der er i preinitsiatorny kompleks. For at rette transskription opstod, skal du have de nødvendige initiator faktorer. På trods af, at seks af dem, direkte interagere med promotor kan være den eneste. For andre tilfælde kræver foruddannet kompleks af en anden RNA-polymerase. Endvidere under disse processer er tilstødende proksimale elementer - kun 50-200 par fra det sted, hvor transkription påbegyndes. Indeholde en angivelse af bindingen af aktivatorproteiner.
særlige kendetegn
Er underenheden strukturen af enzymer af forskellig oprindelse på deres funktionelle rolle i transskription? Den nøjagtige svar på dette spørgsmål er nej, men mente, at det er sandsynligt positiv. Hvordan gjorde det påvirker RNA-polymerase? Enzymfunktioner enkel struktur - et begrænset udvalg af transkription af gener (eller endda en lille del). Eksempler er syntesen af RNA primere Okazaki-fragmenter. Promotoren specificitet af RNA polymeraser af bakterier og fager er, at enzymer er indehavere af enkel struktur og er forskellige. Dette kan ses i processen af DNA-replikation i bakterier. Selvom vi kan overveje dette: kompleks struktur, når undersøgt genom T selv fag, under udvikling, blev det bemærket, at gentagne skift mellem forskellige gen transskription grupper, blev det konstateret, at komplekset anvendes til denne RNA-polymerase vært. Dvs. en simpel enzym i sådanne tilfælde ikke induceres. Dette indebærer en række konsekvenser:
- RNA-polymerase af eukaryoter og bakterier skal kunne genkende forskellige initiativtagere.
- Det er nødvendigt, at enzymet har en specifik respons på forskellige proteiner-regulatorer.
- RNA-polymerase skal også kunne ændre anerkendelsen af specificiteten af template-DNA-nukleotidsekvensen. For at gøre dette, skal du bruge en bred vifte af protein effektorer.
Det følger kroppens behov for yderligere "bygning" elementer. Proteiner hjælper med at transskribere det kompleks af RNA-polymerase til at bære fuldt ud sine funktioner. Det gælder for de fleste, enzymerne kompleks struktur, hvor mulighederne for at gennemføre et omfattende program af genetisk information. På grund af forskellige problemer, kan vi observere en slags hierarki struktur af RNA-polymerase.
Hvordan processen med transskription?
Er der et gen er ansvarlig for samarbejde med RNA-polymerase? For at starte af transskription: processen i eukaryoter finder sted i kernen. I prokaryoter, flyder inde i mikroorganismen. Forholdet mellem polymerasen er en grundlæggende strukturel princip i en komplementær parring individuelle molekyler. På spørgsmålene om interaktion kan sige, at DNA er blot en skabelon og ændrer sig ikke under transskription. Da DNA er en holistisk enzym, den ting er sikker, at et særligt gen er ansvarlig for denne polymer kan være, men det vil være en meget lang tid. Vi må ikke glemme, at DNA indeholder 3,1 milliarder nucleotidrester. Derfor mere passende at sige, at for hver type RNA opfylder sit DNA. For strømmen af polymerasereaktionen behov energi- og ribonukle-ozidtrifosfato substrater. Hvis nogen dannes 3', 5'-phosphodiesterbindinger mellem ribonukleozidmonofosfatami. Molekyle RNA-syntese begynder i visse DNA-sekvenser (promotorer). Processen slutter ved termineringssteder (terminering). Stedet, som er involveret her kaldes transkriptionel. I eukaryoter, er der som regel kun ét gen, mens prokaryoter også kan besidde flere stykker kode. Hver transkriptionelle har uninformative område. De er placeret specifikke nukleotidsekvenser, som vekselvirker med transkriptionelle regulatoriske faktorer nævnt ovenfor.
Bakterie-RNA-polymerase
Disse mikroorganismer ét enzym er ansvarlig for syntesen af mRNA, rRNA og tRNA. Den gennemsnitlige polymerase molekyle har en ca. 5 underenheder. To af disse tjener som bindende medlemmer enzym. En anden underenhed er involveret i initiering af syntese. Der er også en komponent af enzymet ikke-specifik for kommunikation med DNA. Og det sidste underenhed har været at bringe RNA polymerase i en arbejdsgruppe formular. Det bemærkes, at enzymmolekylerne ikke er i en "fri" navigere i cytoplasmaet af bakterier. Når der anvendes RNA-polymeraser, så de binder ikke-specifikke DNA-regioner og venter indtil den aktiv promotor åbnes. Lidt distraheret fra det emne, skal det siges, at bakterier er meget praktisk at studere proteiner og deres indflydelse på ribonukleinsyre polymerase. Især praktisk for dem at eksperimentere med stimulering eller inhibering af de enkelte elementer. Grund af deres høje reproduktionsrate kan være relativt hurtigt at få det ønskede resultat. Ak, kan den menneskelige undersøgelse ikke gennemføres på en sådan hast takket være vores strukturel diversitet.
RNA-polymerase "fanget" i forskellige former?
Det kommer til en logisk konklusion artiklen. Den vigtigste opmærksomhed blev udbetalt til de eukaryoter. Men der er stadig archaea og virus. Så du ønsker at betale for lidt opmærksomhed, og disse former for liv. Det afgørende aktivitet Archean er der kun én gruppe af RNA-polymeraser. Men det er meget ens i sine egenskaber med de tre foreninger eukaryoter. Mange forskere er blevet foreslået, at det, vi kan se fra Arche faktisk en evolutionær forfader til specialiserede polymeraser. Det er også interessant, og strukturen af virus. Som tidligere skrevet, ikke alle disse organismer har deres egen polymerase. Og hvor det er, det er en enkelt underenhed. Det menes, at de virale enzymer afledt af DNA-polymeraser, i stedet for komplekse RNA-strukturer. Selv på grund af mangfoldigheden af denne gruppe af mikroorganismer anden implementering opfylder et givet biologisk mekanisme.
konklusion
Ak, gør menneskeheden endnu ikke har vsoy nødvendige oplysninger for forståelsen af genomet. Og kun, at han kunne have gjort! Næsten alle sygdomme er egentlig bare en genetisk basis - dette gælder især for de vira, der hele tiden giver os problemer til infektioner og så videre. De mest komplekse og uhelbredelige sygdomme - de er også, faktisk direkte eller indirekte afhængige af det humane genom. Når vi lærer at forstå i sig selv og vil anvende denne viden til gavn for en lang række problemer og sygdomme vil simpelthen ophøre med at eksistere. Nu er en saga blot, mange tidligere forfærdelige sygdomme såsom kopper, pest. Kom klar til at gå fåresyge, kighoste. Men du behøver ikke slappe af, fordi vi står over for et endnu større antal forskellige udfordringer, som du har brug for at finde svaret. Og det vil blive fundet, fordi det kommer til at gøre det.