Содержание
Рибонуклеиновая кислота, или РНК, играет несколько жизненно важных ролей в жизни клетки. Он действует как посланник, передавая генетический код от дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК к механизму синтеза белка клетки. Рибосомная РНК соединяется с белками, образуя рибосомы, белковые фабрики клетки. Перенос РНК превращает аминокислоты в растущие белковые нити, поскольку рибосомы транслируют мессенджер РНК. Другие формы РНК помогают контролировать активность клеток. Фермент РНК-полимераза, или РНКП, который имеет несколько форм, отвечает за удлинение цепи РНК во время транскрипции ДНК.
Структура РНК-полимеразы
В эукариотических клетках, то есть клетках с организованными ядрами, разные типы RNAP помечены от I до V. Каждый из них имеет немного отличную структуру, и каждый из них создает различный набор РНК. Например, RNAP II отвечает за создание мессенджер РНК или мРНК. Прокариотические клетки (которые не имеют организованных ядер) имеют один тип RNAP. Фермент состоит из нескольких белковых субъединиц, которые выполняют различные функции во время транскрипции. Активный сайт, содержащий атом магния, - это место внутри фермента, в котором происходит удлинение РНК. Активный сайт добавляет сахар-фосфатные группы к растущей цепи РНК и присоединяет нуклеотидные основания в соответствии с правилами спаривания оснований.
Базовое сопряжение
ДНК - это длинная молекула с основной цепью, состоящей из чередующихся сахарных и фосфатных звеньев. Одно из четырех нуклеотидных оснований - молекулы с одним или двумя кольцами, содержащие азот - свисает с каждой сахарной единицы. Четыре основания ДНК помечены A, T, C и G. Последовательность пар оснований вдоль молекулы ДНК определяет последовательность аминокислот в белках, синтезируемых клеткой. ДНК обычно существует в виде двойной спирали, в которой основания двух нитей связываются друг с другом в соответствии с правилами разделения оснований: основания A и T образуют один набор пар, а C и G - другой набор. РНК является родственной одноцепочечной молекулой, которая соблюдает те же правила спаривания оснований во время транскрипции ДНК, за исключением замены основания U на Т в РНК.
Инициация транскрипции
Перед началом транскрипции факторы инициации белка должны образовывать комплекс с молекулой РНК-полимеразы. Эти факторы позволяют ферменту связываться с промоторными областями - точками присоединения для различных единиц транскрипции - на цепи ДНК. Единицы транскрипции представляют собой последовательности одного или нескольких генов, которые являются белком-специфичными частями цепи ДНК. Комплекс РНК-полимеразы создает пузырь для транскрипции, распаковывая часть двойной спирали ДНК в начале блока транскрипции. Затем ферментный комплекс начинает собирать РНК, считывая цепочку ДНК-матрицы по одному основанию за раз.
Удлинение и прекращение
РНК-полимеразный комплекс может совершить много фальстартов до того, как начнется удлинение. При ложном запуске фермент транскрибирует около 10 оснований, а затем прерывает процесс и перезапускается. Удлинение может начаться только тогда, когда RNAP высвобождает инициирующие белковые факторы, закрепляющие его в области промотора ДНК. Как только элонгация происходит, фермент задействует факторы элонгации, чтобы помочь перемещать пузырь транскрипции вниз по цепи ДНК. Движущаяся молекула RNAP удлиняет новую цепь РНК, добавляя сахар-фосфатные звенья и нуклеотидные основания, которые дополняют основания на матрице ДНК. Если RNAP обнаруживает неправильно спаренную базу, он может расщепить и повторно синтезировать ошибочный сегмент РНК. Транскрипция заканчивается, когда фермент считывает стоп-последовательность на матрице ДНК. По окончании фермент RNAP высвобождает транскрипт РНК, белковые факторы и матрицу ДНК.