Che cosa è RNA polimerasi? Qual è la funzione di RNA polimerasi?

Tutti coloro che studia la biologia molecolare, la biochimica, l'ingegneria genetica, e una serie di altre conoscenze correlate, prima o poi, pone la domanda: qual è la funzione di RNA polimerasi? Questo è un argomento abbastanza complesso che è ancora del tutto inesplorato, ma, tuttavia, è noto che esso sarà illuminato come parte di questo articolo.

informazioni generali

E 'necessario ricordare che non v'è l'RNA polimerasi degli eucarioti e procarioti. Il primo è ulteriormente suddiviso in tre tipi, ciascuno dei quali è responsabile della trascrizione di geni gruppo separato. Questi enzimi sono numerati per semplicità, come il primo, secondo e terzo polimerasi RNA. Procarioti, la struttura di cui non nucleare, quando trascritto opera secondo lo schema semplificato. Pertanto, per chiarezza, di catturare quante più informazioni possibile eucarioti saranno trattati. RNA polimerasi sono strutturalmente simili. Si ritiene che essi contengono non meno di 10 catene di polipeptidi. Così RNA polimerasi sintetizza 1 (trascrive) geni che sono successivamente tradotti nelle varie proteine. Il secondo impegnati geni trascrizione, che sono successivamente tradotti in proteine. RNA polimerasi 3 mostra vari enzimi peso stabili a basso molecolari che sono moderatamente sensibili alfa amatinu. Ma noi non abbiamo deciso su ciò che è esattamente RNA polimerasi! Cosiddetta enzimi che sono impegnati nella sintesi di molecole di acido ribonucleico. In senso stretto compreso da questo RNA polimerasi DNA-dipendente, che operano sulla base della matrice di acido desossiribonucleico. Gli enzimi sono essenziali per una lunga e fortunata funzionamento degli organismi viventi. RNA polimerasi può essere trovato in tutte le cellule e molti virus.

La divisione sulle specifiche

A seconda della composizione subunità di RNA polimerasi sono divisi in due gruppi:

1. La prima riguarda la trascrizione di un piccolo numero di geni nel genoma di semplice. Per il funzionamento in questo caso non richiede complesse impatto normativo. Pertanto, qui si riferisce a tutti gli enzimi costituiti solo una subunità. Come esempio può indurre la RNA polimerasi del batteriofago e mitocondri.
2. Questo gruppo comprende tutti eucariotico RNA polimerasi e batteri, che sono difficili disposti. Sono intricati complessi proteici mnogosubedinichnye in grado di trascrivere migliaia di geni diversi. Durante il funzionamento, questi geni rispondono ad un gran numero di segnali regolatori che vengono ricevuti da fattori proteici e nucleotidi.

Tale divisione strutturale e funzionale è piuttosto condizionato ed una semplificazione della situazione reale.

Che cosa fa l'RNA polimerasi I?

Sono state fissate funzione dell'educazione dei trascritti primari dei geni rRNA, cioè, essi sono i più importanti. Questi ultimi sono più conosciuti con la denominazione di 45S-RNA. La loro lunghezza è di circa 13 000 nucleotidi. Da esso si formano 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. A causa del fatto che essi sono creati in un solo transkriptor, il corpo riceve una "garanzia" che le molecole si formeranno in quantità uguali. Allo stesso tempo, la creazione di RNA va direttamente solo 7000 nucleotidi. Il resto della trascrizione è degradato nel nucleo. Su un grande residuo quali si crede che è necessario per le prime fasi della formazione dei ribosomi. Il numero di queste polimerasi nelle cellule di esseri superiori si aggirano intorno al marchio di 40 mila unità.

Come è organizzato?

Così, abbiamo il primo polimerasi RNA (molecole procarioti-struttura) è considerato buono. In questo caso, la subunità grande, come del resto, e un gran numero di altri polipeptidi ad alto peso molecolare, ci sono chiaramente domini funzionali e strutturali distinguibili. Durante la clonazione di geni e per determinare la loro struttura primaria sono stati identificati dagli scienziati vista evolutivo porzioni conservate della catena. Utilizzando una buona espressione, i ricercatori sono state condotte anche analisi mutazionale che ci permette di parlare del significato funzionale di singoli domini. A tal fine, utilizzando la mutagenesi sito-diretta per modificare le singole catene polipeptidiche, e tali subunità amminoacidici modificato utilizzato nel montaggio di enzimi con successiva analisi delle proprietà, che sono stati ottenuti nelle strutture di dati. È stato osservato che a causa della sua organizzazione del primo polimerasi RNA in presenza di alfa-amatina (una sostanza altamente tossica, che si ottiene da un fungo pallido) non reagisce.

funzionamento

Sia la prima che la seconda polimerasi RNA può esistere in due forme. Uno di loro può agire per iniziare la trascrizione specifica. Il secondo – un DNA-dipendente RNA polimerasi. Questo atteggiamento si manifesta nella più grande operazione delle attività. Soggetto studiato di più, ma ora sappiamo che dipende da due fattori di trascrizione, che sono indicati come SL1 e UBF. Soprattutto quest'ultimo – che possa comunicare direttamente con il promotore, mentre lo SL1 UBF necessaria la presenza. Anche se è stato sperimentalmente dimostrato che DNA-dipendente RNA polimerasi può partecipare alla trascrizione al minimo e senza la presenza di quest'ultimo. Ma per il normale funzionamento di questo meccanismo è ancora necessaria UBF. Perché così? Significativamente finora riusciti a stabilire la causa di questo comportamento. Uno dei la spiegazione più popolare suggerisce che UBF sostiene una sorta di stimolante trascrizione rDNA quando lei cresce e si sviluppa. Quando si verifica fase di riposo, quindi mantenuto il livello minimo richiesto di funzionamento. Una parte dei fattori di trascrizione non è critico per lui. Ecco quindi funziona RNA polimerasi. La funzione di questo enzima permette supportare la riproduzione di piccoli "building blocks" del corpo, a causa della quale è costantemente aggiornato per decenni.

Il secondo gruppo di enzimi

Il loro funzionamento è regolato dal complesso di multiproteici complesse promotori preinitsiatornogo della seconda classe. Molto spesso questo si esprime nel lavoro delle particolari proteine – attivatori. Come esempio è il TBP. Si è associato fattori che fanno parte di TFIID. Essi – un obiettivo per p53, NF kappa B, e così via. La sua influenza nel processo di regolazione e di fornire proteine chiamate coattivatori. Esempi sono la GCN5. Perché abbiamo bisogno di queste proteine? Essi servono come adattatori che consentono di personalizzare l'interazione di attivatori e fattori che sono in complesso preinitsiatorny. Per correggere la trascrizione si è verificato, è necessario che i fattori necessari iniziatore. Nonostante il fatto che sei di loro, interagiscono direttamente con il promotore può essere l'unico. Per altri casi richiede complesso preformato di un secondo RNA polimerasi. Inoltre, durante questi processi sono elementi prossimali adiacenti – solo 50-200 coppie dal luogo in cui viene avviata la trascrizione. Essi contengono l'indicazione del legame delle proteine attivatore.

caratteristiche specifiche

Fa la struttura subunità degli enzimi di origine diversa sul loro ruolo funzionale nella trascrizione? La risposta esatta a questa domanda è no, ma credeva che è probabile positiva. Come ha fatto colpisce RNA polimerasi? funzioni enzimatiche semplice struttura – una gamma limitata di trascrizione di geni (o anche una piccola parte). Esempi sono la sintesi di RNA primer frammenti di Okazaki. La specificità promotore delle RNA polimerasi di batteri e fagi è che gli enzimi sono titolari di struttura semplice e sono diversi. Questo può essere visto nel processo di replicazione del DNA in batteri. Sebbene possiamo considerare questo: struttura complessa quando studiato genoma fagico T anche, durante lo sviluppo, è stato osservato che ripetuta commutazione tra i vari gruppi di trascrizione genica, è stato trovato che il complesso utilizzato per questo host RNA polimerasi. Cioè, un semplice enzima in tali casi non è indotta. Ciò implica una serie di conseguenze:

1. RNA polimerasi degli eucarioti e batteri deve essere in grado di riconoscere diversi promotori.
2. È necessario che l'enzima ha una risposta specifica a differenti proteine-regolatori.
3. RNA polimerasi deve anche essere in grado di cambiare il riconoscimento della specificità della sequenza nucleotidica stampo di DNA. Per fare questo, utilizzare una varietà di proteine effettori.

Ne consegue la necessità del corpo per gli elementi aggiuntivi "costruzione". Le proteine aiutano a trascrivere il complesso di RNA polimerasi di adempiere pienamente alle sue funzioni. Questo vale per la maggior parte, la struttura complessa enzimi, in cui le possibilità di attuare un ampio programma di informazioni genetiche. A causa di vari problemi, possiamo osservare una sorta di struttura gerarchica della RNA polimerasi.

Come funziona il processo di trascrizione?

Esiste un gene responsabile dei contatti con la RNA polimerasi? Per iniziare della trascrizione: il processo in eucarioti avviene nel nucleo. Nei procarioti, scorre all'interno del microrganismo. La relazione tra la polimerasi è un principio strutturale di base di un complementari molecole accoppiamento individuali. Sulle questioni di interazione può dire che il DNA è solo un modello e non cambia durante la trascrizione. Poiché il DNA è un enzima olistica, la cosa è certa, che un particolare gene è responsabile di questo polimero può essere, ma sarà un tempo molto lungo. Non dobbiamo dimenticare che il DNA contiene 3,1 miliardi di residui di nucleotidi. Pertanto, più appropriato dire che per ogni tipo di RNA incontra il suo DNA. Per il flusso della reazione della polimerasi ha bisogno di substrati energetici e ribonukle-ozidtrifosfato. Se qualsiasi sono formate 3', 5'-bond fosfodiesterei tra ribonukleozidmonofosfatami. sintesi dell'RNA molecola comincia in determinate sequenze di DNA (promotori). Il processo termina in siti di terminazione (terminazione). Il sito, che è coinvolto qui è chiamato trascrizione. In eucarioti, di solito c'è un solo gene, mentre procarioti possono anche possedere più parti di codice. Ogni trascrizionale ha un'area uninformative. Si trovano sequenze nucleotidiche specifiche che interagiscono con i fattori di regolazione trascrizionale di cui sopra.

RNA polimerasi batterica

Questi microrganismi un enzima è responsabile della sintesi di mRNA, rRNA e tRNA. La molecola media polimerasi ha un circa 5 subunità. Due di questi servono membri enzima come vincolante. Un altro subunità coinvolto nella inizio della sintesi. V'è anche un componente dell'enzima non specifico per la comunicazione con il DNA. E l'ultimo subunità è stato portare la polimerasi RNA in una forma di lavoro. Si deve notare che le molecole di enzima non sono in un "libero" navigare nel citoplasma dei batteri. Quando vengono utilizzati RNA polimerasi, quindi si legano regioni di DNA non-specifici e sono in attesa fino all'apertura del promotore attivo. Un po 'distratto dall'argomento, va detto che i batteri è molto conveniente per studiare le proteine e la loro influenza sulla polimerasi di acido ribonucleico. Particolarmente conveniente per loro di sperimentare sulla stimolazione o inibizione dei singoli elementi. A causa del loro alto tasso di riproduzione può essere relativamente rapidamente ottenere il risultato desiderato. Purtroppo, lo studio umano non può essere condotta a tali ritmo sostenuto grazie alla nostra diversità strutturale.

RNA polimerasi "catturato" in varie forme?

Che arriva a una conclusione logica l'articolo. L'attenzione principale è stata rivolta agli eucarioti. Ma c'è ancora archeobatteri e virus. Così si vuole pagare un po 'di attenzione e di queste forme di vita. L'attività vitale di Archeano c'è solo un gruppo di RNA polimerasi. Ma è molto simile nelle sue proprietà con le tre associazioni eucarioti. Molti scienziati è stato suggerito che quello che possiamo vedere dalla Arche in realtà un antenato evolutivo della polimerasi specializzate. E 'anche interessante, e la struttura dei virus. Come scritto in precedenza, non tutti questi organismi hanno la loro polimerasi. E dove si trova, si tratta di una singola subunità. Si ritiene che gli enzimi virali derivate dalla DNA polimerasi, invece di strutture complesse di RNA. Anche se a causa della diversità di questo gruppo di microrganismi diversa implementazione soddisfi un determinato meccanismo biologico.

conclusione

Ahimè, l'umanità non ha ancora vsoy informazioni necessarie per la comprensione del genoma. E che solo lui avrebbe potuto fare! Quasi tutte le malattie sono fondamentalmente solo una base genetica – questo vale soprattutto per i virus che ci dà sempre problemi alle infezioni e così via. Più complesse e incurabili malattie – sono anche, infatti, direttamente o indirettamente, dipendono dal genoma umano. Quando impariamo a comprendere in se stessi e applicheremo queste conoscenze per il beneficio di un gran numero di problemi e malattie sarà semplicemente cesserà di esistere. Ora, una cosa del passato, molte malattie precedentemente terribili come il vaiolo, la peste. Sempre pronto ad andare parotite, la pertosse. Ma non rilassarsi, perché siamo di fronte a un numero ancora maggiore di diverse sfide che è necessario trovare la risposta. E si troverà, perché sta andando a farlo.