Ĉiu, kiu studas la molekula biologio, biokemio, genetika inĝenierio kaj kelkaj aliaj rilatajn scio, pli aŭ malpli frue, demandas la demandon: kio estas la funkcio de ARN polimerasa? Tio estas sufiĉe kompleksa temo, kiu estas ankoraŭ tute neesplorita, sed, tamen, ĝi scias ke ĝi estos lumigitaj kiel parto de la artikolo.
ĝenerala informo
Ĝi devas memori ke estas RNA polimerasa de eucariotas kaj procariotas. La unua estas plue dividitaj en tri tipojn, ĉiu el kiuj estas respondeca por la transskribo de genoj aparta grupo. Ĉi tiuj enzimoj estas kalkuli pro simpleco, kiel la unua, dua kaj tria ARN polimerasa. Procariotas, la strukturo de kiu ne-nuklea, kiam transskribis funkcias laŭ la simpligita diagramo. Tial, por klareco, kapti tiel informon kiel eble estos traktita eucariotas. ARN polimerasas estas strukture similaj. Oni kredas ke ili enhavas ne malpli ol 10 polipéptido ĉenoj. Tiel RNA polimerasa sintezas 1 (transskribas) genoj kiuj estas poste tradukita en la diversaj proteinoj. La dua engaĝita transskribado genoj, kiuj estas poste tradukita en proteinoj. ARN polimerasa 3 montras diversajn stabilan malalta molekula pezo enzimoj kiuj estas modere sentema al alfa amatinu. Sed ni ne decidis sur kio precize estas RNA polimerasa! Tiel nomata enzimoj kiuj estas engaĝitaj en la sintezo de ribonucleic acida molekuloj. En la mallarĝa signifo komprenita de tiu DNA-dependaj RNA polimerasa, kiu funkciu surbaze de la matrico de acida desoxirribonucleico. Enzimoj estas esencaj por longa kaj sukcesa funkciado de vivantaj organismoj. ARN polimerasa povas trovi en ĉiuj ĉeloj kaj multaj virusoj.
La divido de la specifaj detaloj
Depende de la subunidad komponado de ARN polimerasas estas dividitaj en du grupoj:
- La unua traktas transskribado malmulto de genoj en la genaroj de simpla. Por la operacio en ĉi tiu kazo ne postulas kompleksan reguliga efiko. Sekve, ĉi tie referencas al ĉiuj enzimoj kiuj konsistas el nur unu subunidad. Kiel ekzemplo povas indukti la bacteriófagos ARN polimerasa kaj mitocondrias.
- Ĉi tiu grupo inkluzivas ĉiuj eŭkariotaj RNA polimerasa kaj bakterioj, kiuj estas malfacile aranĝita. Ili estas komplikaj mnogosubedinichnye proteino kompleksaj kiu povas transskribi miloj da malsamaj genoj. Dum operacio, tiuj genoj respondi al granda nombro da reguligaj signaloj kiuj ricevis de proteino faktoroj kaj nucleótidos.
Tia estructurales kaj funkciaj divido estas iom kondiĉa kaj simplificación de la reala situacio.
Kion faras la ARN polimerasa mi?
Ili estis fiksita funkcio de edukado de primaraj transskribaĵoj de rRNA genoj, tio estas, ili estas la plej gravaj. Tiu lasta estas pli konata sub la nomo '45s-ARN. Ilia longo estas proksimume 13 000 nucleótidos. El ĝi formiĝas 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Pro tio, ke ili estas kreitaj nur unu transkriptor, la korpo ricevas "garantio", ke la molekuloj estos formita en egalaj kvantoj. Samtempe la kreo de RNA rekte iras nur 7000 nucleótidos. La resto de la transskribaĵo degradas en la nukleo. En tia granda restaĵo kredas ke estas necesa por la fruaj stadioj de la formado de la ribosomas. La nombro de tiuj polimerasas en ĉeloj de pli altaj estaĵoj ŝvebantaj ĉirkaŭ la markon de 40 mil ekzempleroj.
Kiel estas organizita?
Tiel, ni havas la unuajn ARN polimerasa (procariotas-strukturo molekuloj) estas konsiderata bona. En ĉi tiu kazo, la granda subunidad, kiel ja kaj al granda nombro de aliaj alta molekula pezo polipéptidos, estas klare distingeblaj funkciaj kaj strukturaj domajnoj. Dum klonado de genoj kaj determini ilian primaran strukturon estis identigitaj de sciencistoj evolue konservita porciojn de ĉenoj. Uzante bonan esprimon, la esploristoj ankaŭ estis kondukita mutacionales analizo kiu permesas al ni paroli pri la funkcia signifo de individuaj domajnoj. Por tiu celo, uzante ejo-direktita mutagénesis ŝanĝi la individuajn polipéptido ĉenoj, kaj tia modifita aminoácido subunidades uzita en kunveno de enzimoj kun postaj analizo de ecoj, kiuj estis akiritaj en la datumstrukturoj. Estis notita ke pro lia organizo de la unua ARN polimerasa en ĉeesto de alfa-amatina (tre venena substanco, kiu estas akirita de pala agariko) ne reagas.
funkciado
Ambaŭ la unua kaj la dua ARN polimerasa povas ekzisti en du formoj. Unu el ili povas agi por komenci la specifa transskribo. La dua - ADN-dependa RNA polimerasa. Tiu sinteno manifestas en la plej granda operacio de la agado. Temo studis pli, sed nun ni scias, ke ĝi dependas de du faktoroj de transskribo, kiu estas nomata kiel SL1 kaj UBF. Precipe la lasta - ke ĝi povas komuniki rekte kun la iniciatinto, dum la SL1 UBF postulas ĉeeston. Kvankam estis eksperimente establis ke DNA-dependaj RNA polimerasa povas partopreni la transskribo ĉe minimumo kaj sen la ĉeesto de la dua. Sed por la normala funkciado de ĉi tiu mekanismo UBF ankoraŭ bezonis. Kial do? Signife ĝis nun ne sukcesis establi la kaŭzo de tiu konduto. Unu el la plej popularaj klarigo sugestas ke UBF pledas ia estimulante rDNA transskribo kiam ŝi kreskas kaj evoluas. Kiam ripozas fazo okazas, tiam subtenis la minimuma necesa nivelo de funkciado. Parto de faktoroj de transskribo ne kritika por li. Ĉi tie do laboras ARN polimerasa. La funkcio de ĉi tiu enzimo permesas subteni la reprodukto de malgrandaj "konstruelementoj" de la korpo, pro kiu ĝi estas konstante ĝisdatigita por jardekoj.
La dua grupo de enzimoj
Ilia funkciado estas reguligita de la kunveno de multiprotein kompleksa preinitsiatornogo iniciatintoj de la dua klaso. Plej ofte tiu estas esprimita en la laboro de la specialaj proteinojn - activadores. Kiel ekzemplo estas la TBP. Ĝi asocias faktoroj kiuj estas parto de TFIID. Ili - celo por p53, NF kappa B, kaj tiel plu. Lia influo en la procezo de regulado kaj provizi proteinojn nomitaj coactivators. Ekzemploj estas la Gcn5. Kial ni bezonas tiujn proteinojn? Ili servas kiel adaptadores kiu agordi la interago de activadores kaj faktoroj, kiuj estas en preinitsiatorny kompleksa. Korekti transskribo okazis, vi devas havi la necesajn iniciatinto faktoroj. Malgraŭ tio, ke ses el ili, rekte interagi kun la iniciatinto Eble la sola. Por aliaj kazoj postulas preformada kompleksa de dua ARN polimerasa. Cetere, dum tiuj procezoj estas najbaraj proximal elementoj - nur 50-200 paroj de la retejo kie transskribo estas komencita. Ili enhavas indiko de la bordero aktiviganto proteinojn.
specifaj trajtoj
Ĉu la subunidad strukturo de la enzimoj de malsamaj origino sur ilia funkcia rolo en la transskribo? La preciza respondo al tiu demando estas ne, sed kredas ke estas verŝajna pozitiva. Kiel faris tion influas ARN polimerasa? Enzimo funkcioj simpla strukturo - limigitan temaron de transskribo de genoj (aŭ eĉ malgranda parto). Ekzemploj estas la sintezo de RNA manlibroj Okazaki fragmentoj. La iniciatinto specifecon de la ARN polimerasas de bakterioj kaj phages estas ke enzimoj estas posedantoj de simpla strukturo kaj estas diversaj. Tio povas esti vidita en la procezo de DNA replicación en bakterioj. Kvankam ni povas konsideri ĉi tion: kompleksa strukturo kiam studis genaro T eĉ fago, dum evoluo, oni notis ke ripetita ŝanĝi inter diversaj geno transskribo grupoj, oni trovis, ke la kompleksa uzita por ĉi tiu ARN polimerasa gastiganto. Tio estas, simpla enzimo en tiaj kazoj ne estas induktita. Ĉi tio implicas kelkajn konsekvencojn:
- ARN polimerasa de eucariotas kaj bakterioj devas povi rekoni malsamajn iniciatintoj.
- Estas necese, ke la enzimo havas specifan respondon al malsamaj proteinoj-reguligistoj.
- ARN polimerasa devas ankaŭ povos ŝanĝi la agnoskon de la specifeco de la ŝablono DNA nucleótidos sinsekvo. Por fari tion, uzu diversajn proteino efectores.
Sekvas la korpa neceso aldonaj "konstruaĵo" elementoj. Proteinoj helpas por transskribi la kompleksaj de ARN polimerasa por plene efektivigi liaj funkcioj. Tio koncernas, por la plimulto, la enzimoj kompleksa strukturo, en kiu la ebloj de efektivigi vastan programon de genetika informo. Pro diversaj problemoj, ni povas observi ian hierarkio strukturo de RNA polimerasa.
Kiel funkcias la procezo de transskribo?
Ĉu ekzistas geno respondeca ligo kun la ARN polimerasa? Unue de transskribo: la procezo en eucariotas okazas en la nukleo. En procariotas, ĝi fluas interne de la mikroorganismo. La rilato inter la polimerasa estas baza struktura principo de plan apareamiento individuaj molekuloj. En la temoj de interago povas diri, ke DNA estas nur ŝablono kaj ne ŝanĝas dum transskribo. Ekde DNA estas holisma enzimo, la afero estas certa, ke aparta geno estas respondeca por tiu polimero povas esti, sed ĝi estos tre longa tempo. Ni ne forgesas ke la DNA enhavas 3.1 miliardojn da nucleótidos restaĵoj. Sekve, pli taŭga diri, ke por ĉiu speco de RNA renkontas lian DNA. Por la fluo de la polimerasa reago bezonas energion kaj ribonukle-ozidtrifosfato substratoj. Se iu formiĝas 3 ', 5'-phosphodiester ligoj inter ribonukleozidmonofosfatami. Molekulo de ARN sintezo komenciĝas en iuj sekvencoj de ADN (iniciatintoj). La procezo finas ĉe fino ejoj (fino). La ejo, kiu estas implikita tie nomiĝas transskribo. En eucariotas, ekzistas kutime nur unu geno, dum procariotas povas ankaŭ posedas plurajn pecojn de kodo. Ĉiu transskribo havas uninformative areo. Estas lokitaj specifaj nucleótidos sekvencoj kiuj interagas kun transskribo reguliga faktoroj menciis supre.
Bakteria RNA polimerasa
Ĉi tiuj mikroorganismoj unu enzimo estas respondeca por la sintezo de mRNA, rRNA kaj tRNA. La averaĝa polimerasa molekulo havas proksimume 5 subunuoj. Du de ĉi tiuj servi kiel deviga membroj enzimo. Alia subunidad implikita en la iniciación de sintezo. Estas ankaŭ komponanto de la enzimo ne specifaj por komunikado kun DNA. Kaj la lasta subunidad estis alportante la ARN polimerasa en funkciantan formon. Oni notis, ke la enzimo molekuloj ne en "liberaj" navigi en la citoplasmo de bakterioj. Kiam ARN polimerasas estas uzataj, tiam oni ligos ne-specifa DNA regionoj kaj atendas ĝis la aktiva iniciatinto malfermiĝas. Iom distrita de la temo, ĝi devus diri ke bakterioj estas tre oportuna por studi proteinojn kaj ilia influo sur la ribonucleic acida polimerasa. Precipe konvena por ili eksperimenti pri estimulación aŭ inhibición de la individuaj elementoj. Pro ilia alta reprodukta indico povas esti relative rapide atingi la deziratan rezulton. Ho ve, la homa studo ne povas esti kondukita ĉe tia rapida rapideco danke al nia strukturan diversecon.
ARN polimerasa "kaptita" en diversaj formoj?
Kiu venas al logika konkludo la artikolo. La ĉefa atento estis pagita al la eucariotas. Sed estas ankoraŭ arkigas kaj virusoj. Do vi deziras pagi iom de atento kaj ĉi tiuj formoj de vivo. La esenca aktiveco de Arĥaiko ekzistas nur unu grupo de ARN polimerasas. Sed estas tre simila en liaj proprietoj kun la tri asocioj eucariotas. Multaj sciencistoj sugestis ke tio, kion ni povas vidi de la Arche vere evolua prapatro de specialigitaj polimerasas. Ĝi estas ankaŭ interesa, kaj la strukturo de virusoj. Kiel antaŭe skribita, ne ĉiuj el tiuj organismoj havas proprajn polimerasa. Kaj kie ĝi estas, ĝi estas sola subunidad. Oni kredas ke la virales enzimoj derivita de DNA polimerasas, anstataŭ kompleksaj RNA strukturoj. Kvankam pro la diverseco de ĉi tiu grupo de mikroorganismoj malsamaj efektivigo renkontas certa biologia mekanismo.
konkludo
Ho ve, la homaro ankoraŭ ne havas vsoy necesajn informojn bezonata por kompreno de la genoma. Kaj tio nur li povis fari! Preskaŭ ĉiuj malsanoj estas esence nur genetika bazo - tio validas precipe por la virusoj kiuj konstante donas al ni problemojn al infektoj kaj tiel plu. La plej kompleksa kaj nekuracebla malsanoj - ili estas ankaŭ, fakte, rekte aŭ malrekte dependas de la homa genaro. Kiam ni lernas kompreni en si mem kaj aplikos tiun scion en profito de granda nombro da problemoj kaj malsanoj simple ĉesos ekzisti. Nun aĵo de la pasinteco, multaj antaŭe teruraj malsanoj kiel ekzemple variolo, pesto. Atingi preta iri paperas, whooping tuso. Sed ne malstreĉiĝi, ĉar ni frontas al eĉ pli granda nombro da malsamaj defioj, kiujn vi bezonas por trovi la respondon. Kaj ĝi estos trovita, ĉar ĝi estas tuj fari tion.