Co je to RNA polymeráza? Jaká je funkce RNA polymerázy?

Každý, kdo studuje molekulární biologie, biochemie, genetického inženýrství, a řadu dalších souvisejících znalostí, dříve nebo později, se ptá: co je funkce RNA polymerázy? Jedná se o poměrně složité téma, které je stále ještě zcela neprozkoumané, ale přesto je známo, že to bude svítit jako součást výrobku.

Obecné informace

Je třeba si uvědomit, že existuje RNA polymeráza eukaryot a prokaryot. První je dále rozdělena do tří typů, z nichž každá je zodpovědná za provedení transkripce samostatné skupiny genů. Tyto enzymy jsou pro jednoduchost očíslovány jako první, druhá a třetí RNA polymeráza. Procaryotes, struktura který je denuclearized, působí zjednodušeným systémem během přepisu. Proto je zřejmé, že pro co největší množství informací bude možné uvažovat o eukaryotách. RNA polymerázy jsou strukturně podobné. Předpokládá se, že obsahují ne méně než 10 polypeptidových řetězců. V tomto případě RNA polymeráza 1 syntetizuje (transkripční) geny, které budou v budoucnu přeloženy do různých proteinů. Druhá se zabývá transkripcí genů, které jsou následně přeloženy do proteinů. RNA polymeráza 3 je reprezentována řadou stabilních enzymů s nízkou molekulovou hmotností, které jsou středně citlivé na alfa-amatin. Ale nerozhodli jsme, co je RNA polymeráza! Takzvané enzymy, které se podílejí na syntéze molekul ribonukleové kyseliny. V úzkém smyslu to znamená DNA-dependentní RNA polymerázy, které působí na základě matrice deoxyribonukleové kyseliny. Enzymy mají největší význam pro dlouhé a úspěšné fungování živých organismů. RNA polymeráza může být nalezena ve všech buňkách a většině virů.

Rozdělit podle vlastností

V závislosti na složení podjednotky jsou RNA polymerázy rozděleny do dvou skupin:

1. První se zabývá transkripcí malého počtu genů v jednoduchých genomech. V takovém případě se nepožadují složité regulační vlivy. Proto jsou zahrnuty všechny enzymy, které se skládají pouze z jedné podjednotky. RNA polymerázy bakteriofágů a mitochondrií mohou být použity jako příklad.
2. Tato skupina zahrnuje všechny RNA polymerázy eukaryot a bakterií, které jsou komplexně uspořádány. Jsou to složité multi-podjednotkové proteinové komplexy, které mohou transkribovat tisíce různých genů. Během fungování tyto geny reagují na velké množství regulačních signálů, které pocházejí z proteinových faktorů a nukleotidů.

Toto strukturálně-funkční dělení je velmi podmíněné a silné zjednodušení skutečného stavu věcí.

Co dělá RNA polymeráza?

Za nimi je fixní funkce vzdělávání primární transkripty genů rRNA, to znamená, že jsou nejdůležitější. Ty jsou obecněji známé jako 45S-RNA. Jejich délka je asi 13 tisíc nukleotidů. 28S-RNA, 18S-RNA a 5,8S-RNA. Vzhledem k tomu, že pro jejich vytvoření je použit jediný přepis, organismus obdrží "záruku", že molekuly budou vytvořeny ve stejných množstvích. Současně vzniká pouze 7000 nukleotidů, které přímo vytvářejí RNA. Zbývající část transkriptu se v jádru zhoršuje. Pokud jde o takové velké zbytky, předpokládá se, že je nezbytné pro počáteční fáze tvorby ribozomů. Počet těchto polymeráz v buňkách vyšších tvorů se pohybuje kolem značky 40 000 jednotek.

Jak je organizováno?

Tak, máme první RNA polymerázy (prokaryota-struktura molekuly) je považován za dobrý. V tomto případě je velké podjednotky, jak skutečně a velký počet dalších polypeptidů s vysokou molekulovou hmotností, jsou jasně rozlišitelné funkční a strukturní domény. Při klonování genů a pro určení jejich primární struktury byly identifikovány vědci evolučně konzervované části řetězce. Použití dobrý výraz, výzkumníci byly také provedeny mutační analýzu, která nám umožňuje hovořit o funkčním významu jednotlivých domén. Za tímto účelem, s použitím místně cílené mutageneze změnit jednotlivé polypeptidové řetězce, a takové modifikované amino podjednotek kyseliny, používané při montáži enzymů s následnou analýzu vlastností, které byly získané v datových struktur. Bylo zjištěno, že vzhledem k jeho organizaci prvního RNA polymerázy v přítomnosti alfa-amatina (vysoce toxická látka, která se získává ze světle muchomůrky) nereaguje.

Provoz

Jak první tak druhá RNA polymeráza mohou existovat ve dvou formách. Jeden z nich může jednat, aby inicioval konkrétní přepis. Druhý je závislý na DNA RNA polymerázu. To je poměr se projevuje velikostí aktivity fungování. Téma je stále předmětem šetření, ale je již známo, že to závisí na dvou transkripčních faktorech, které jsou označovány jako SL1 a UBF. Zvláštnost posledně jmenovaného je, že se může přímo vázat na promotor, zatímco SL1 vyžaduje přítomnost UBF. I když bylo experimentálně zjištěno, že DNA-dependentní RNA polymeráza se může podílet na transkripci v minimální hladině a bez její přítomnosti. Pro normální fungování tohoto mechanismu je však UBF stále potřebná. Proč ano? Zatím není možné zjistit důvod tohoto chování. Jedno z nejpopulárnějších vysvětlení naznačuje, že UBF působí jako druh stimulantu pro transkripci rDNA, když se rozvíjí a rozvíjí. Po dosažení zbývající fáze je zachována minimální potřebná úroveň fungování. A pro něj není zapojení transkripčních faktorů rozhodující. Tak funguje RNA polymeráza. Funkce tohoto enzymu nám umožňují podporovat reprodukční proces malých "stavebních bloků" našeho těla, díky nimž se po celá desetiletí neustále obnovuje.

Druhá skupina enzymů

Jejich fungování je regulováno sestavením multiproteinového přediniciátorového komplexu promotorů druhé třídy. Nejčastěji se to projevuje v práci se speciálními bílkovinami - aktivátory. Příkladem je TBP. Toto jsou přidružené faktory, které tvoří TFIID. Jsou cílem pro p53, NF kappa B a tak dále. Jejich vliv v procesu regulace vyvíjí proteiny nazývané koaktivátory. Jako příklad můžete uvést GCN5. Proč potřebujeme tyto proteiny? Působí jako adaptéry, které upravují interakci aktivátorů a faktorů, které vstupují do komplexu předběžné iniciativy. Pro správnou transkripci je nutné mít nezbytné iniciátorové faktory. Navzdory skutečnosti, že je jich šest, pouze jeden může přímo komunikovat s promotérem. V jiných případech je nutný předem vytvořený komplex druhé polymerace RNA. Během těchto procesů jsou blízké prvky blízko - pouze u 50-200 párů od místa, kde začínal transkripce. Obsahují indikaci vazby protein-aktivátorů.

Specifické funkce

Obsahuje struktura podjednotek enzymů jiného původu jejich funkční roli v transkripci? Na tuto otázku neexistuje přesná odpověď, ale věří se, že je s největší pravděpodobností pozitivní. Jak na tom závisí RNA polymeráza? Funkce enzymů jednoduchou strukturou je transkripce omezeného rozsahu genů (nebo dokonce jejich malých částí). Jako příklad lze uvést syntézu primerů RNA fragmentů Okaucas. Promotorová specificita bakterií a fágů RNA polymerázy spočívá v tom, že enzymy mají jednoduchou strukturu a neliší se odrůdou. To lze vidět na příkladu procesu DNA replikace v bakteriích. I když lze považovat toto: složitou strukturu, když studoval genomu T dokonce fága, v průběhu vývoje, bylo zjištěno, že opakované přepínání mezi různými skupinami genové transkripce, bylo zjištěno, že komplex použitý pro tento RNA polymerázy hostitele. To znamená, že jednoduchý enzymu v takových případech není indukována. Z toho vyplývá několik důsledků:

1. RNA polymeráza eukaryot a bakterií by měla být schopna rozpoznat různé promotory.
2. Je nezbytné, aby enzymy měly určitou reakci na různé regulační proteiny.
3. RNA polymeráza by také měla být schopna měnit specifika rozpoznávání sekvence nukleotidů templátové DNA. K tomu se používá řada proteinových efektorů.

Proto potřebu organismu pro další "stavební" prvky. Proteiny transkripčního komplexu pomáhají plné funkci RNA polymerázy. To se týká především enzymů složité struktury, jejichž schopnostmi je implementace rozsáhlého programu pro realizaci genetické informace. Kvůli různým úkolům můžeme pozorovat zvláštní strukturu struktury RNA polymeráz.

Jak probíhá proces transkripce?

Existuje gen zodpovědný za spojení s RNA polymerázou? Za prvé, o transkripci: v eukaryotách probíhá proces v jádře. V prokaryotách proudí uvnitř samotného mikroorganismu. Interakce polymerázy je založena na základním strukturálním principu komplementárního párování jednotlivých molekul. Pokud jde o otázky interakce, lze říci, že DNA působí výhradně jako matrice a při přepisování se nemění. Vzhledem k tomu, že DNA je integrální enzym, je jisté, že pro tento polymer je zodpovědný určitý gen, ale bude to velmi dlouhé. Nemělo by se zapomínat, že DNA obsahuje 3,1 miliardy nukleotidových zbytků. Proto bude vhodnější říci, že každý typ RNA má svou vlastní DNA. Pro průběh polymerázové reakce jsou potřebné zdroje energie a substráty ribonukleotid-trifosfát. Pokud jsou přítomny, vytvoří se 3 `, 5`-fosfodiesterové vazby mezi ribonukleosidovými monofosfáty. Molekula RNA se začíná syntetizovat v určitých DNA sekvencích (promotorech). Tento proces končí v ukončovacích úsecích (ukončení). Místo, které se zde zabývá, se nazývá transcripton. V eukaryotách je obvykle pouze jeden gen, zatímco prokaryoti mohou mít několik částí kódu. Každý přepis má neinformační zónu. Obsahují specifické nukleotidové sekvence interagující s regulačními transkripčními faktory zmíněnými výše.

Bakteriální RNA polymerázy

V těchto mikroorganismech je jeden enzym zodpovědný za syntézu mRNA, rRNA a tRNA. Průměrná molekula polymerázy má asi 5 podjednotek. Dva z nich působí jako vazebné prvky enzymu. Další podjednotka se podílí na zahájení syntézy. Existuje také enzymová složka pro nespecifickou vazbu DNA. A poslední podjednotka se zabývá přivedením RNA polymerázy do pracovní formy. Je třeba poznamenat, že molekuly enzymu nejsou v "volném" plavání v cytoplazmě bakterie. Když se nepoužívají RNA polymerázy, jsou vázány nešpecifickými oblastmi DNA a čekají na objevení aktivního promotoru. Trochu odvrácené od tématu by mělo být řečeno, že je velmi výhodné na bakteriích studovat proteiny a jejich účinek na polymery ribonukleové kyseliny. Zvláště je výhodné, aby experimentovali na stimulaci nebo inhibici jednotlivých prvků. Vzhledem k jejich vysoké reprodukční rychlosti lze požadovaný výsledek dosáhnout poměrně rychle. Bohužel, díky našemu strukturálnímu rozmanitosti nelze provádět lidský výzkum tak rychlým tempem.

Jak se RNA polymeráza "zakořenila" v různých formách?

Takže článek se blíží k logickému závěru. Hlavní pozornost byla věnována eukaryotům. Ale existují archea a viry. Proto chci věnovat tyto formy života trochu pozornosti. V životě archejů existuje pouze jedna skupina RNA polymeráz. Ale ve svých vlastnostech je extrémně podobná třem sdružením eukaryot. Mnoho vědců spekuluje, že to, co můžeme pozorovat v archeáně, je ve skutečnosti evolučním předkem specializovaných polymeráz. Struktura virů je také zajímavá. Jak již bylo dříve uvedeno, ne všechny takové mikroorganismy mají svou polymerázu. A kde to je, je to jedna podjednotka. Předpokládá se, že virové enzymy pocházejí spíše z DNA polymeráz než z komplexních konstrukcí RNA. I když kvůli různorodosti této skupiny mikroorganismů dochází k odlišné realizaci zvažovaného biologického mechanismu.

Závěr

Bohužel, nyní lidstvo ještě nemá všechny potřebné informace potřebné pro pochopení genomu. A to jen jeden mohl udělat! Prakticky všechny nemoci na jejich základě mají genetický základ - to se týká především virů, které nám stále přinášejí problémy, infekce a tak dále. Nejsložitější a nevyléčitelná onemocnění - i oni ve skutečnosti přímo nebo nepřímo závisí na lidském genomu. Když se naučíme chápat sami sebe a použijeme tyto znalosti pro dobro, velké množství problémů a onemocnění prostě přestane existovat. Již mnoho strašných chorob, jako je neštovice, mor, se stalo věcí minulosti. Připravte se na to, abyste se dostali do příušnic, kašle. Ale neměli byste se uvolnit, protože máme před sebou spoustu různých úkolů, kterým musíme najít odpověď. A bude nalezen, protože všechno jde.