Jokainen, joka tutkii molekyylibiologian, biokemian, geenitekniikan, ja useita muita siihen liittyvän tiedon, ennemmin tai myöhemmin, kysyy: mitä on tehtävä RNA polymeraasin? Tämä on melko monimutkainen aihe, joka on vielä täysin tutkimaton, mutta kuitenkin tiedetään, että se palaa osaksi artikkelin.
yleistietoa
On tarpeen muistaa, että on RNA-polymeraasi eukaryoottien ja prokaryooteissa. Ensimmäinen on edelleen jaettu kolmeen tyyppiin, joista kukin on vastuussa geenien transkription erillinen ryhmä. Näitä entsyymejä on numeroitu yksinkertaisuuden, kuten ensimmäinen, toinen ja kolmas RNA-polymeraasia. Prokaryootit, rakenne ja joka ei-ydin-, kun transkriptoidaan toimii mukainen yksinkertaistettu kaavio. Siksi selvyyden, syödä niin paljon tietoa kuin mahdollista käsitellään eukaryooteissa. RNA-polymeraasit ovat rakenteellisesti samankaltaisia. Uskotaan, että ne sisältävät vähemmän kuin 10 polypeptidiketjua. Siten RNA-polymeraasi syntetisoi 1 (transcribes) geenit, jotka sen jälkeen muunnetaan erilaiset proteiinit. Toinen mukana transcribing geenejä, jotka sen jälkeen muunnetaan proteiineja. RNA-polymeraasi 3 esittää useita erilaisia vakaa alhaisen molekyylipainon entsyymejä, jotka ovat kohtalaisen herkkiä alfa amatinu. Mutta emme ole päättäneet mitä on RNA-polymeraasi! Ns entsyymejä, jotka ovat mukana synteesissä ribonukleiinihappomolekyylien. Suppeassa merkityksessä ymmärtää tämä DNA-riippuvainen RNA-polymeraasi, joka toiminta perustuu matriisin deoksiribonukleiinihapon. Entsyymit ovat välttämättömiä pitkän ja menestyksekkään toiminnan elävien organismien. RNA-polymeraasi löytyy kaikissa soluissa ja monet virukset.
Jako yksityiskohtien
Riippuen alayksikön koostumus RNA-polymeraasit on jaettu kahteen ryhmään:
- Ensimmäinen käsittelee transcribing pieni määrä geenien genomien yksinkertainen. Sillä toiminta tässä tapauksessa ei vaadi monimutkaista sääntelyn vaikutuksia. Näin ollen, tässä tarkoitetaan kaikkia entsyymejä, jotka koostuvat vain yhdestä alayksiköstä. Esimerkkinä voidaan indusoida bakteriofagin RNA-polymeraasin ja mitokondriot.
- Tämä ryhmä sisältää kaikki eukaryoottiset RNA-polymeraasia ja bakteerit, joita on vaikea järjestää. Ne ovat monimutkaisia mnogosubedinichnye proteiinikomplekseina joita litteroida tuhansia erilaisia geenejä. Käytön aikana, näiden geenien vastata useita säätelysignaaleja, jotka vastaanotetaan proteiinista tekijöistä ja nukleotidit.
Tällaisten rakenteellisten ja toiminnallisten jako on pikemminkin ehdollinen ja yksinkertaistamista todellista tilannetta.
Mitä RNA-polymeraasi I?
Heidät kiinteä funktio koulutuksen ensiarvoisen selostukset rRNA geenejä, eli ne ovat tärkeimpiä. Jälkimmäinen on enemmän tunnetaan nimityksellä 45S-RNA: ta. Niiden pituus on noin 13 000 nukleotidin. Siitä muodostuu 28S-RNA, 18S-5,8 S RNA-RNA. Johtuen siitä, että ne on tehty vain yksi transkriptor, kehon vastaanottaa "takuun", että molekyylit muodostetaan yhtä suurina määrinä. Samalla luomista RNA suoraan menee vain 7000 nukleotidia. Loput transkriptin hajoaa tumassa. On niin suuri jäännös uskotaan, että on välttämätöntä, että alkuvaiheessa muodostumista ribosomien. Näiden lukumäärää polymeraasien soluissa korkeampien olentojen pyörii noin merkin 40000 yksikköä.
Miten se on järjestetty?
Näin ollen meidän on ensimmäinen RNA-polymeraasia (prokaryootit nemolekyylien) pidetään hyvänä. Tässä tapauksessa suuren alayksikön, kuten todellakin, ja suuri joukko muita korkean molekyylipainon polypeptidit, on selvästi erotettavissa toiminnalliset ja rakenteelliset domeenit. Aikana geenien kloonaamiseksi ja määrittää niiden ensisijainen rakenne on tunnistettu tutkijat kehitysopillisesti säilynyttä osien ketjuja. Käyttämällä hyvä ilme, tutkijat tehtiin myös mutaatioanalyysiin jonka avulla voimme puhua toiminnallista merkitystä yksittäisten verkkotunnuksia. Tätä tarkoitusta varten, käyttäen kohdennettua mutageneesiä muuttaa yksittäisen polypeptidiketjun, ja tällaisia modifioituja aminohappoalayksikköjen käytetään kokoonpanossa entsyymien myöhempää analyysiä ominaisuuksia, jotka saatiin tietorakenteita. Todettiin, että koska sen järjestämisestä ensimmäisen RNA-polymeraasin läsnä ollessa alfa-amatina (erittäin myrkyllinen aine, joka on saatu vaalean myrkkysieni) ei reagoi.
toiminta
Sekä ensimmäisen ja toisen RNA-polymeraasin voivat esiintyä kahdessa muodossa. Yksi niistä voi toimia spesifisen transkription käynnistämiseksi. Toinen - DNA-riippuvainen RNA-polymeraasi. Tämä asenne ilmenee suurin toiminnan aktiivisuutta. Aihe tutkittu enemmän, mutta nyt me tiedämme, että se riippuu kahdesta transkriptiotekijät, joita kutsutaan SL1 ja SYP. Erityisesti viimeksi mainittu - että se voi kommunikoida suoraan promoottorin kanssa, kun taas SL1 SYP vaatii läsnäoloa. Vaikka se on kokeellisesti osoitettu, että DNA-riippuvainen RNA-polymeraasi voi osallistua transkription vähintään ilman läsnä jälkimmäisen. Mutta normaalia toimintaa tämän mekanismin SYP tarvitaan edelleen. Miksi niin? Merkittävästi toistaiseksi ole osoittanut syy tähän käyttäytymiseen. Yksi suosituimmista selitys viittaa siihen SYP kannattaa eräänlainen piristeiden rDNA transkription, kun hän kasvaa ja kehittyy. Kun lepovaihe tapahtuu, sitten ylläpidetään pienin vaadittu toiminta. Osa transkriptiotekijöiden ei ole kriittinen häntä. Täällä niin toimii RNA-polymeraasia. Tehtävä tämän entsyymin avulla tukea toistoa pienten "rakennuspalikat" ruumiin, minkä vuoksi se on jatkuvasti päivitetään vuosikymmeniä.
Toinen ryhmä entsyymejä
Niiden toimintaa säätelee kokoonpano moniproteiinikompleksin preinitsiatornogo promoottorit toisen luokan. Useimmiten tämä on ilmaistu työn erityisiä valkuaisaineita - aktivaattoreita. Esimerkkinä on TBP. Siihen liittyy tekijöitä, jotka ovat osa TFIID. Ne - tavoite p53, NF-kappa-B, ja niin edelleen. Vaikutusvaltaansa prosessin sääntelyn ja tarjota proteiineja kutsutaan koaktivaattoreiden. Esimerkkejä ovat Gcn5. Miksi tarvitsemme näitä proteiineja? Ne toimivat sovittimet, muokata vuorovaikutus aktivaattoreita ja tekijöitä, jotka ovat preinitsiatorny monimutkaisia. Korjata transkriptio tapahtui, sinun on oltava tarvittavat aloittaja tekijät. Huolimatta siitä, että kuusi niistä on suoraan vuorovaikutuksessa promoottorin kanssa voi olla vain yksi. Muissa tapauksissa, joissa edellytetään esimuodostetun kompleksin toisen RNA-polymeraasia. Lisäksi näissä prosesseissa ovat lähellä proksimaalisen elementtejä - vain 50-200 parit transkription käynnistetään. Ne sisältävät osoituksen sitoutumisen aktivaattoriproteiineja.
erityispiirteet
Onko alayksikkörakennetta entsyymien eri alkuperää niiden toiminnallista roolia transkriptio? Tarkka vastaus tähän kysymykseen on ei, mutta uskotaan, että se todennäköisesti positiivinen. Miten se vaikuttaa RNA-polymeraasin? Entsyymi toimii yksinkertainen rakenne - rajoitettu valikoima geenien transkriptiota (tai jopa pieni osa). Esimerkkejä ovat RNA: n synteesin alukkeina Okazaki-fragmentit. Promoottori spesifisyys RNA-polymeraasit bakteerien ja faagien on se, että entsyymit ovat suorittaneet yksinkertaisen rakenteen ja ovat erilaisia. Tämä voidaan nähdä prosessissa DNA-replikaation bakteereissa. Vaikka emme voi harkita tätä: monimutkainen rakenne, kun tutkitaan genomi T jopa faagi, kehityksen aikana, todettiin, että toistettiin vaihtamalla eri geenin transkription ryhmät, todettiin, että monimutkainen käyttää tähän RNA-polymeraasin isäntä. Eli yksinkertainen entsyymi tällaisissa tapauksissa ei indusoi. Tämä merkitsee useita seurauksia:
- RNA-polymeraasi eukaryoottien ja bakteerien on kyettävä tunnistamaan erilaisia promoottoreita.
- On välttämätöntä, että entsyymillä on spesifinen vaste eri proteiinien säätelijöitä.
- RNA-polymeraasi on myös voitava muuttaa tunnustamista spesifisyyden templaatti-DNA nukleotidisekvenssi. Voit tehdä tämän käyttämällä erilaisia proteiinin effektorien.
Tästä seuraa kehon tarvitaan lisää "rakennus" elementtejä. Proteiinit auttavat puhtaaksi monimutkaisia RNA-polymeraasin täysin hoitaa tehtävänsä. Tämä koskee eniten, entsyymit monimutkainen rakenne, jossa toteutus- laajan ohjelman geneettisen informaation. Erityyppisistä ongelmista johtuen, voimme todeta eräänlainen hierarkia rakenteen RNA-polymeraasin.
Miten prosessi transkriptio?
Onko geeni vastuussa yhteydenpidosta RNA-polymeraasin? Aloittaa transkription: prosessi eukaryooteissa tapahtuu tumassa. Prokaryooteissa, se virtaa sisälle mikro-organismi. Suhde polymeraasi on perus rakenteellista periaatetta, täydentävät liitäntävälineet yksittäisten molekyylien. Koskevissa kysymyksissä vuorovaikutus voi sanoa, että DNA on vain malli ja ei muutu transkription. Koska DNA on kokonaisvaltainen entsyymi, asia on varma, että tietty geeni on vastuussa tästä polymeeri voi olla, mutta se on hyvin pitkä aika. Meidän ei pidä unohtaa, että DNA sisältää 3,1 miljardia nukleotidin jäämiä. Näin ollen, parempi sanoa, että kullekin RNA vastaa sen DNA. Virtausta varten polymeraasireaktion tarvitsee energiaa ja ribonukle-ozidtrifosfato substraatteja. Jos jokin on muodostettu 3', 5'-fosfodiesterisidokset välillä ribonukleozidmonofosfatami. Molekyylin RNA-synteesi alkaa tiettyjen DNA-sekvenssien (promoottorit). Prosessi päättyy lopetuskohdan (päättyminen). Sivusto, joka on mukana tässä kutsutaan transkriptionaalisen. Eukaryooteissa, on yleensä vain yksi geeni, kun taas prokaryootit voi myös olla useita koodiksi. Kukin transkriptionaaliset on epäinformatiivisia alueella. Ne sijaitsevat spesifisiä nukleotidisekvenssejä, jotka vuorovaikuttavat transkription sääte- edellä mainituista tekijöistä.
Bakteerin RNA-polymeraasia
Nämä mikro-organismit yksi entsyymi on vastuussa synteesi mRNA: n, rRNA: n ja tRNA. Keskimääräinen polymeraasimolekyyli on noin 5 alayksiköitä. Kaksi näistä toimivat sitovina jäsentä entsyymi. Toinen alayksikkö aloittamiseen osallistuvat synteesin. On myös osa entsyymin epäspesifisen viestintään DNA. Ja viimeinen alayksikköä on tuo RNA-polymeraasin toimivaan muotoon. On huomattava, että entsyymimolekyylit eivät ole "vapaassa" navigoinnin sytoplasmassa bakteereita. Kun RNA-polymeraasit käytetään, niin ne sitoutuvat ei-spesifinen DNA-alueet ja odottavat, kunnes aktiivinen promoottori on avattu. Hieman kadota aihe, on todettava, että bakteerit on erittäin kätevä tutkia proteiinit ja niiden vaikutus ribonukleiinihappo polymeraasia. Erityisen kätevä niitä kokeilla stimulaation tai inhibition yksittäisten elementtien. Johtuen niiden suuresta toistonopeutta voidaan suhteellisen nopeasti saada toivottua tulosta. Valitettavasti ihmisen tutkimusta ei voida sujunut niin nopeasti kiitos rakenteellista monimuotoisuutta.
RNA-polymeraasi "kiinni" eri muodoissa?
Joka tulee looginen johtopäätös artikkelissa. Päähuomio kiinnitettiin eukaryootit. Mutta vielä arkkien ja viruksia. Joten haluat maksaa hieman huomiota ja nämä elämänmuodot. Elintärkeä aktiivisuus Archean on vain yksi ryhmä RNA-polymeraasit. Mutta se on hyvin samanlainen sen ominaisuuksia kolmen yhdistyksen eukaryootit. Monet tiedemiehet on ehdotettu, että mitä voimme nähdä Arche todella kehittyvä esi erikoistunut polymeraasien. On myös mielenkiintoista, ja rakenne viruksia. Kuten aiemmin on kirjoitettu, ei kaikkia näiden eliöiden on omat polymeraasia. Ja jos se on, se on yksi alayksikkö. Uskotaan, että viruksen entsyymit, jotka ovat peräisin DNA-polymeraasit, sen sijaan, että monimutkaisten RNA rakenteita. Vaikka monimuotoisuuden vuoksi tämän ryhmän mikro-organismien eri toteuttamisesta täyttää tiettyyn biologiseen mekanismi.
johtopäätös
Valitettavasti ihmiskunta ei vielä ole vsoy tarvittavat tiedot ymmärtämiseksi genomin. Ja että vain hän olisi voinut tehdä! Lähes kaikki sairaudet ovat pohjimmiltaan vain geneettinen pohja - tämä koskee erityisesti virukset, jotka jatkuvasti antaa meille ongelmia infektioille ja niin edelleen. Vaikeimmista ja sairauksia - ne ovat myös, itse asiassa, suoraan tai epäsuorasti riippuvaisia ihmisen genomista. Kun opimme ymmärtämään itseensä ja soveltaa tätä tietoa hyödyksi lukuisia ongelmia ja sairauksia yksinkertaisesti lakkaa olemasta. Nyt menneisyyteen, monet aiemmin taudeista, kuten isorokko, ruttoa. Valmistautuu menemään sikotauti, hinkuyskä. Mutta älä rentoutua, koska meillä on edessämme vielä suurempi määrä erilaisia haasteita, jotka sinun täytyy löytää vastauksen. Ja se löytyy, koska se aikoo tehdä niin.