Setiap orang yang mempelajari biologi molekuler, biokimia, rekayasa genetika, dan sejumlah pengetahuan lainnya, cepat atau lambat, bertanya: apa fungsi dari RNA polimerase? Ini adalah topik yang cukup kompleks yang masih benar-benar belum dijelajahi, tetapi, bagaimanapun, diketahui bahwa hal itu akan menyala sebagai bagian dari artikel.
informasi umum
Hal ini diperlukan mengingat bahwa ada RNA polimerase dari eukariota dan prokariota. Yang pertama dibagi lagi menjadi tiga jenis, yang masing-masing bertanggung jawab untuk transkripsi gen kelompok yang terpisah. Enzim ini diberi nomor untuk kesederhanaan, sebagai yang pertama, kedua dan ketiga RNA polimerase. Prokariota, struktur yang non-nuklir, ketika ditranskrip beroperasi sesuai dengan diagram disederhanakan. Oleh karena itu, untuk kejelasan, untuk menangkap informasi sebanyak eukariota mungkin akan diperlakukan. polimerase RNA secara struktural sama. Hal ini diyakini bahwa mereka mengandung tidak kurang dari 10 rantai polipeptida. Jadi RNA polimerase mensintesis 1 (mentranskripsi) gen yang kemudian diterjemahkan ke dalam berbagai protein. Kedua terlibat gen menyalin, yang kemudian diterjemahkan menjadi protein. RNA polimerase 3 menunjukkan berbagai enzim berat stabil molekul rendah yang cukup sensitif terhadap alpha amatinu. Tapi kami belum memutuskan apa sebenarnya RNA polimerase! Disebut enzim yang terlibat dalam sintesis molekul asam ribonukleat. Dalam arti sempit dipahami oleh RNA ini polimerase DNA-dependent, yang beroperasi atas dasar matriks asam deoksiribonukleat. Enzim sangat penting untuk fungsi yang panjang dan sukses dari organisme hidup. RNA polimerase dapat ditemukan di semua sel dan banyak virus.
Pembagian pada spesifikasi
Tergantung pada komposisi subunit dari RNA polimerase dibagi menjadi dua kelompok:
- Yang pertama berkaitan dengan menyalin sejumlah kecil gen dalam genom sederhana. Untuk operasi dalam hal ini tidak memerlukan dampak regulasi yang kompleks. Oleh karena itu, di sini mengacu pada semua enzim yang terdiri dari hanya satu subunit. Sebagai contoh dapat menginduksi RNA polimerase bakteriofag dan mitokondria.
- Kelompok ini mencakup semua eukariotik RNA polimerase dan bakteri, yang sulit diatur. Mereka yang rumit kompleks protein mnogosubedinichnye yang dapat menuliskan ribuan gen yang berbeda. Selama operasi, gen ini menanggapi sejumlah besar sinyal regulasi yang diterima dari faktor protein dan nukleotida.
divisi struktural dan fungsional seperti agak bersyarat dan penyederhanaan dari situasi nyata.
Apa RNA polimerase I?
Mereka tetap fungsi pendidikan transkrip utama gen rRNA, yaitu, mereka adalah yang paling penting. Yang terakhir lebih dikenal dengan sebutan 45S-RNA. panjangnya sekitar 13 000 nukleotida. Dari itu terbentuk 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Karena kenyataan bahwa mereka diciptakan hanya satu transkriptor, tubuh menerima "jaminan" bahwa molekul akan terbentuk dalam jumlah yang sama. Pada saat yang sama penciptaan RNA langsung pergi hanya 7000 nukleotida. Sisa transkrip yang terdegradasi dalam nukleus. Pada seperti residu yang besar diyakini bahwa perlu untuk tahap awal pembentukan ribosom. Jumlah polimerase ini di sel makhluk yang lebih tinggi melayang sekitar tanda 40 ribu unit.
Bagaimana ia diorganisir?
Dengan demikian, kita memiliki RNA polimerase pertama (molekul prokariota-struktur) dianggap baik. Dalam hal ini, subunit besar, seperti, memang, dan sejumlah besar polipeptida dengan berat molekul tinggi lainnya, ada jelas dibedakan domain fungsional dan struktural. Selama kloning gen dan untuk menentukan struktur utama mereka telah diidentifikasi oleh para ilmuwan evolusioner bagian dilestarikan rantai. Menggunakan ekspresi yang baik, para peneliti juga dilakukan analisis mutasi yang memungkinkan kita untuk berbicara tentang makna fungsional domain individu. Untuk tujuan ini, menggunakan mutagenesis situs-diarahkan untuk mengubah rantai polipeptida individu, dan subunit asam amino dimodifikasi seperti yang digunakan dalam perakitan enzim dengan analisis berikutnya properti, yang diperoleh dalam struktur data. Telah dicatat bahwa karena organisasinya dari polimerase RNA pertama di hadapan alpha-amatina (zat yang sangat beracun, yang diperoleh dari jamur payung pucat) tidak bereaksi.
fungsi
Baik pertama dan RNA polimerase kedua mungkin ada dalam dua bentuk. Salah satunya dapat bertindak untuk memulai transkripsi spesifik. Kedua - RNA polimerase DNA-dependent. Sikap ini diwujudkan dalam operasi terbesar dari kegiatan tersebut. Subjek belajar lebih banyak, tetapi sekarang kita tahu bahwa itu tergantung pada dua faktor transkripsi, yang disebut sebagai SL1 dan UBF. Terutama yang terakhir - bahwa hal itu dapat berkomunikasi secara langsung dengan promotor, sedangkan SL1 UBF membutuhkan kehadiran. Meskipun eksperimental telah ditetapkan bahwa DNA-dependent RNA polimerase dapat berpartisipasi dalam transkripsi minimal dan tanpa kehadiran yang terakhir. Tapi untuk fungsi normal dari mekanisme ini UBF masih diperlukan. Mengapa begitu? Secara signifikan sejauh ini gagal untuk menetapkan penyebab perilaku ini. Salah satu penjelasan yang paling populer menunjukkan bahwa UBF pendukung semacam stimulan rDNA transkripsi ketika ia tumbuh dan berkembang. Ketika beristirahat fase terjadi, maka mempertahankan tingkat minimum yang diperlukan fungsi. Sebuah bagian dari faktor transkripsi tidak kritis baginya. Di sini sehingga bekerja RNA polimerase. Fungsi enzim ini memungkinkan mendukung pemutaran "blok bangunan" kecil dari tubuh, karena yang terus diperbarui selama beberapa dekade.
Kelompok kedua enzim
fungsi mereka diatur oleh perakitan multiprotein promotor preinitsiatornogo kompleks kelas kedua. Paling sering ini diungkapkan dalam karya protein khusus - aktivator. Sebagai contoh adalah TBP tersebut. Hal ini faktor yang merupakan bagian dari TFIID terkait. Mereka - target untuk p53, NF kappa B, dan seterusnya. pengaruhnya dalam proses regulasi dan memberikan protein yang disebut coactivators. Contohnya adalah Gcn5. Mengapa kita perlu protein ini? Mereka melayani sebagai adapter yang menyesuaikan interaksi aktivator dan faktor-faktor yang berada di kompleks preinitsiatorny. Untuk memperbaiki transkripsi terjadi, Anda harus memiliki faktor inisiator diperlukan. Meskipun fakta bahwa enam dari mereka, langsung berinteraksi dengan promotor mungkin satu-satunya. Untuk kasus lain membutuhkan kompleks preformed dari polimerase RNA kedua. Selain itu, selama proses ini adalah elemen proksimal yang berdekatan - hanya 50-200 pasang dari situs di mana transkripsi dimulai. Mereka mengandung indikasi pengikatan protein aktivator.
fitur khusus
Apakah struktur subunit enzim asal yang berbeda pada peran fungsional mereka dalam transkripsi? Jawaban yang tepat untuk pertanyaan ini adalah tidak, tapi percaya bahwa kemungkinan besar positif. Bagaimana hal itu mempengaruhi RNA polimerase? fungsi enzim struktur sederhana - rentang yang terbatas transkripsi gen (atau bahkan sebagian kecil). Contohnya adalah sintesis RNA primer fragmen Okazaki. Promotor spesifisitas polimerase RNA bakteri dan fag adalah bahwa enzim adalah pemegang struktur sederhana dan beragam. Hal ini dapat dilihat dalam proses replikasi DNA pada bakteri. Meskipun kita dapat mempertimbangkan ini: struktur yang kompleks ketika mempelajari genom T bahkan fag, selama pengembangan, tercatat bahwa diulang beralih antara berbagai kelompok gen transkripsi, ditemukan bahwa kompleks digunakan untuk tuan rumah RNA polimerase ini. Artinya, enzim sederhana dalam kasus tersebut tidak diinduksi. Ini berarti sejumlah konsekuensi:
- RNA polimerase eukariota dan bakteri harus mampu mengenali promotor yang berbeda.
- Hal ini diperlukan bahwa enzim memiliki respon yang berbeda khusus untuk protein-regulator.
- RNA polimerase juga harus mampu mengubah pengakuan kekhususan dari urutan nukleotida DNA template yang. Untuk melakukan hal ini, menggunakan berbagai efektor protein.
Ini mengikuti kebutuhan tubuh untuk tambahan "bangunan" elemen. Protein membantu untuk menuliskan kompleks RNA polimerase untuk sepenuhnya melaksanakan fungsinya. Hal ini berlaku, untuk sebagian besar, enzim struktur yang kompleks, di mana kemungkinan menerapkan program ekstensif informasi genetik. Karena berbagai masalah, kita dapat mengamati jenis struktur hirarki RNA polimerase.
Bagaimana proses transkripsi?
Apakah ada gen yang bertanggung jawab untuk berhubungan dengan RNA polimerase? Untuk memulai transkripsi: proses pada eukariota berlangsung di inti. Dalam prokariota, mengalir di dalam mikroorganisme. Hubungan antara polimerase adalah prinsip struktural dasar dari molekul kawin individu yang saling melengkapi. Pada isu-isu interaksi dapat mengatakan bahwa DNA hanyalah template dan tidak berubah selama transkripsi. Karena DNA adalah enzim holistik, hal yang pasti, bahwa gen tertentu bertanggung jawab untuk polimer ini dapat, tetapi ini akan menjadi waktu yang sangat lama. Kita tidak boleh lupa bahwa DNA mengandung 3,1 miliar residu nukleotida. Oleh karena itu, lebih tepat untuk mengatakan bahwa untuk setiap jenis RNA memenuhi DNA-nya. Untuk aliran reaksi polimerase membutuhkan energi dan ribonukle-ozidtrifosfato substrat. Jika ada terbentuk 3', obligasi 5'-fosfodiester antara ribonukleozidmonofosfatami. sintesis molekul RNA dimulai di urutan DNA tertentu (promotor). proses berakhir di situs terminasi (pengakhiran). Situs, yang terlibat di sini disebut transkripsi. Pada eukariota, biasanya hanya ada satu gen, sedangkan prokariota juga dapat memiliki beberapa potongan kode. Setiap transkripsi memiliki daerah tidak informatif. Mereka berada urutan nukleotida tertentu yang berinteraksi dengan faktor regulasi transkripsi disebutkan di atas.
Bakteri RNA polimerase
Mikroorganisme satu enzim yang bertanggung jawab untuk sintesis mRNA, rRNA dan tRNA. Molekul polimerase rata-rata memiliki sekitar 5 subunit. Dua ini berfungsi enzim sebagai anggota mengikat. subunit lain yang terlibat dalam inisiasi sintesis. Ada juga komponen dari enzim spesifik untuk komunikasi dengan DNA. Dan subunit terakhir telah membawa RNA polimerase dalam bentuk kerja. Perlu dicatat bahwa molekul enzim tidak dalam "bebas" navigasi dalam sitoplasma bakteri. Ketika polimerase RNA yang digunakan, maka mereka mengikat daerah DNA non-spesifik dan menunggu sampai promotor aktif dibuka. Sedikit terganggu dari topik, harus dikatakan bahwa bakteri sangat nyaman untuk belajar protein dan pengaruh mereka pada polimerase asam ribonukleat. Terutama nyaman bagi mereka untuk bereksperimen pada stimulasi atau inhibisi dari unsur-unsur individu. Karena tingkat reproduksi yang tinggi dapat relatif cepat mendapatkan hasil yang diinginkan. Sayangnya, studi manusia tidak dapat dilakukan pada kecepatan yang cepat berkat keragaman struktural kami.
RNA polimerase "tertangkap" dalam berbagai bentuk?
Yang datang ke kesimpulan logis artikel. Perhatian utama dibayarkan kepada eukariota. Namun masih ada archaea dan virus. Jadi Anda ingin membayar sedikit perhatian dan bentuk-bentuk kehidupan. Kegiatan penting dari Arkean hanya ada satu kelompok dari RNA polimerase. Tapi itu sangat mirip dalam sifat-sifatnya dengan tiga asosiasi eukariota. Banyak ilmuwan telah menyarankan bahwa apa yang kita bisa lihat dari Arche sebenarnya merupakan nenek moyang evolusioner dari polimerase khusus. Hal ini juga menarik, dan struktur virus. Seperti ditulis sebelumnya, tidak semua organisme ini memiliki polimerase mereka sendiri. Dan di mana itu, itu adalah subunit tunggal. Hal ini diyakini bahwa enzim virus yang berasal dari DNA polimerase, bukan struktur RNA kompleks. Meskipun karena keragaman kelompok ini mikroorganisme implementasi yang berbeda memenuhi mekanisme biologis yang diberikan.
kesimpulan
Sayangnya, manusia belum memiliki informasi yang diperlukan vsoy diperlukan untuk memahami genom. Dan bahwa hanya dia bisa melakukannya! Hampir semua penyakit pada dasarnya hanya secara genetik - ini berlaku terutama untuk virus yang terus-menerus memberi kita masalah terhadap infeksi dan sebagainya. Yang paling kompleks dan tidak dapat disembuhkan penyakit - mereka juga, pada kenyataannya, langsung atau tidak langsung tergantung pada genom manusia. Ketika kita belajar untuk memahami diri dan akan menerapkan pengetahuan ini untuk kepentingan sejumlah besar masalah dan penyakit hanya akan tidak ada lagi. Sekarang hal dari masa lalu, banyak penyakit yang sebelumnya mengerikan seperti cacar, wabah. Bersiap-siap untuk pergi gondok, batuk rejan. Tapi jangan bersantai, karena kita dihadapkan dengan jumlah yang lebih besar dari tantangan yang berbeda yang Anda butuhkan untuk menemukan jawabannya. Dan itu akan ditemukan, karena itu akan melakukannya.