Lahat ng tao nag-aaral ng molecular biology, byokimika, genetic engineering, at isang bilang ng iba pang kaugnay na kaalaman, maaga o huli, nagtatanong ang tanong: ano ay ang pag-andar ng RNA polymerase? Ito ay isang medyo kumplikadong topic na isa pa ring ganap na unexplored, ngunit, gayunman, ito ay kilala na ito ay may ilaw bilang bahagi ng artikulo.
pangkalahatang impormasyon
Ito ay kinakailangan na tandaan na mayroong RNA polymerase of eukaryotes at prokaryotes. Ang una ay karagdagang nahahati sa tatlong mga uri, ang bawat isa ay responsable para sa transcription ng mga gene hiwalay na grupo. Ang mga enzymes ay may bilang para sa pagiging simple, tulad ng una, ikalawa at ikatlong RNA polymerase. Ang mga prokaryote, ang istraktura ng kung saan non-nuclear, kapag na-transcribe na nagpapatakbo ayon sa pinasimple diagram. Samakatuwid, para sa kalinawan, upang makunan ng mas maraming impormasyon hangga't maaari ay itinuturing eukaryotes. RNA polymerases ay structurally katulad. Ito ay pinaniniwalaan na naglalaman ang mga ito ay hindi mas mababa sa 10 polypeptide chain. Kaya RNA polymerase synthesizes 1 (transcribes) gene na kung saan ay sa dakong huli isinalin sa iba't-ibang mga protina. Ang ikalawang ay nakikibahagi sa pag-transcribe gene, na kung saan ay sa dakong huli isinalin sa mga protina. RNA polymerase 3 ay nagpapakita ng iba't-ibang stable mababang molekular timbang enzymes na ay moderately sensitibo sa alpha amatinu. Ngunit hindi pa namin ay nagpasya sa kung ano ang eksaktong ay RNA polymerase! Kaya tinatawag na enzymes na ay pansin sa pagbubuo ng ribonucleic acid molecules. Sa makitid na kahulugan maintindihan ng ito DNA-umaasa RNA polymerase, na kung saan ay nagpapatakbo sa batayan ng ang matrix ng deoxyribonucleic acid. Enzymes ay mahalaga para sa isang mahaba at matagumpay na paggana ng buhay na organismo. RNA polymerase ay matatagpuan sa lahat ng mga cell at marami sa mga virus.
Ang dibisyon sa mga pagtutukoy
Depende sa subunit komposisyon ng RNA polymerases ay nahahati sa dalawang grupo:
- Ang unang deal na may pag-transcribe ng isang maliit na bilang ng mga gene sa genome ng simple. Para sa operasyon sa kasong ito ay hindi nangangailangan ng kumplikadong mga regulasyon epekto. Samakatuwid, dito ay tumutukoy sa lahat ng mga enzymes na binubuo ng lamang ng isang subunit. Bilang isang halimbawa ay maaaring ibuyo ang bacteriophage RNA polymerase at mitochondria.
- Ang grupong ito ay kabilang ang lahat ng eukaryotic RNA polymerase at bakterya, na kung saan ay mahirap isagawa. Ang mga ito ay mga buhol-buhol mnogosubedinichnye protina complexes na maaaring isalin sa ibang papel libu-libong mga iba't ibang mga gene. Sa panahon ng operasyon, ang mga gene na tumugon sa isang malaking bilang ng mga regulasyon signal na natanggap mula sa protina kadahilanan at nucleotides.
Ang ganitong mga istruktura at functional division ay sa halip conditional at isang pagpapagaan ng mga tunay na sitwasyon.
Ano ang ginagawa ng RNA polymerase ko?
Sila ay naayos na pag-andar ng pag-aaral ng pangunahing mga transcript ng rRNA gene, iyon ay, ang mga ito ay ang pinaka-mahalaga. Ang huli ay higit na kilala sa ilalim ng pagtatalaga ng 45S-RNA. Ang kanilang haba ay tungkol sa 13 000 nucleotides. Mula sa mga ito ay nabuo 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Dahil sa ang katunayan na sila ay nilikha lamang ng isang transkriptor, ang katawan na natatanggap ng isang "garantiya" na ang mga molecule ay nabuo sa pantay na halaga. Kasabay nito ang paglikha ng RNA nang direkta napupunta lamang 7000 nucleotides. Ang natitirang bahagi ng transcript ay nagpapasama sa nucleus. Sa tulad ng isang malaking nalalabi ay naniniwala na ito ay kinakailangan para sa maagang yugto ng pagbubuo ng ribosome. Ang bilang ng mga polymerases sa mga cell ng mas mataas tao'y pagpasada sa paligid ng mga tanda ng 40 thousand units.
Kung paano ito inorganisa?
Kaya, kami ay may sa unang RNA polymerase (prokaryotes-istraktura molecules) ay itinuturing na mabuti. Sa kasong ito, ang malaking subunit, bilang, sa katunayan, at isang malaking bilang ng iba pang mataas na molekular timbang polypeptides, may mga malinaw na maaaring maliwanagan functional at istruktura domain. Sa panahon ng pag-clone ng mga gene at upang matukoy ang kanilang pangunahing istraktura ay kinilala sa pamamagitan ng siyentipiko evolutionarily inalagaang mga bahagi ng kadena. Paggamit ng isang magandang expression, ang mga mananaliksik ay din na isinasagawa mutational pagtatasa na nagbibigay-daan sa amin upang makipag-usap tungkol sa mga functional na kahulugan ng mga indibidwal na mga domain. Para sa layuning ito, ang paggamit ng site-nakadirekta mutagenesis upang baguhin ang mga indibidwal na polypeptide chain, at tulad binagong amino acid subunits ginagamit sa pagpupulong ng mga enzymes na may kasunod na pagsusuri ng mga ari-arian, na kung saan ay nakuha sa mga istruktura ng data. Ito ay nabanggit na dahil sa pagkakatatag ng unang RNA polymerase sa presensya ng alpha-amatina (isang mataas na nakakalason sangkap, na kung saan ay nakuha mula sa isang maputla pandongahas) ay hindi tumugon.
functioning
Ang parehong ang una at ikalawang RNA polymerase ay maaaring umiiral sa dalawang anyo. Ang isa sa kanila ay maaaring kumilos upang pasimulan ang mga tiyak na transcription. Ang pangalawang - isang DNA-umaasa RNA polymerase. Saloobin na ito ay ipinahayag sa ang pinakamalaking operasyon ng aktibidad. Paksa aral nang higit pa, ngunit ngayon alam namin na ito ay depende sa dalawang mga kadahilanan transcription, na kung saan ay tinukoy bilang SL1 at UBF. Lalo na sa huli - na maaari itong makipag-usap nang direkta sa mga tagataguyod, habang ang SL1 UBF ay nangangailangan ng presence. Kahit na ito ay nai-pagtuklas itinatag na DNA-umaasa RNA polymerase ay maaaring lumahok sa mga transcription sa isang minimum at walang ng pagkakaroon ng huli. Ngunit para sa normal na gumagana ng mekanismong ito UBF pa rin ang kinakailangan. Bakit kaya? Nang malaki-laki sa ngayon nabigo upang maitaguyod ang sanhi ng pag-uugali na ito. Isa sa mga pinaka-popular na paliwanag ay nagmumungkahi na UBF tagapagtaguyod ng isang uri ng stimulant rDNA transcription kapag siya ay lumalaki at develops. Kapag nagpapahinga phase nangyayari, pagkatapos ay pinananatili sa minimum na kinakailangang antas ng paggana. Ang isang bahagi ng transcription kadahilanan ay hindi kritikal na para sa kanya. Narito sa gayon ay gumagana RNA polymerase. Ang pag-andar ng enzyme na ito ay nagbibigay-daan suportahan ang pag-playback ng mga maliliit na "mga bloke gusali" ng katawan, dahil sa kung saan ito ay patuloy na-update para sa mga dekada.
Ang pangalawang pangkat ng mga enzymes
Ang kanilang functioning ay kinokontrol ng assembly ng multiprotein complex preinitsiatornogo promoters ng ikalawang klase. Karamihan sa mga madalas na ito ay ipinahayag sa mga gawain ng mga espesyal na protina - activators. Bilang isang halimbawa ay ang TBP. Ito ay kaugnay kadahilanan na bahagi ng TFIID. Sila - ang isang target na para sa p53, NF kappa B, at iba pa. Ang impluwensya nito sa proseso ng regulasyon at magbigay ng mga protina na tinatawag na coactivators. Mga halimbawa ay ang mga Gcn5. Bakit kailangan namin ang mga protina? Sila maglingkod bilang adapters na i-customize ang pakikipag-ugnayan ng activators at mga kadahilanan na nasa preinitsiatorny complex. Upang iwasto ang transcription naganap, dapat kang magkaroon ng mga kinakailangang initiator kadahilanan. Sa kabila ng ang katunayan na ang anim na ng mga ito, direktang makipag-ugnay sa mga tagataguyod ay maaaring ang isa lamang. Para sa ibang mga kaso ay nangangailangan ng preformed complex ng isang segundo RNA polymerase. Dagdag pa rito, sa panahon ng mga prosesong ito ay katabing elemento proximal - lamang 50-200 mga pares mula sa mga site na kung saan transcription ay makapagsimula. Naglalaman ang mga ito ng indikasyon ng nagbubuklod ng activator protina.
tiyak na mga tampok
Sinusuportahan ba ng subunit istraktura ng enzymes ng iba't ibang mga pinagmulan sa kanilang mga functional papel sa transcription? Ang eksaktong sagot sa tanong na ito ay hindi, ngunit naniniwala na ito ay malamang positibo. Paano ginawa ito nakakaapekto sa RNA polymerase? Enzyme function simpleng istraktura - isang limitadong hanay ng mga transcription ng mga gene (o kahit na isang maliit na bahagi). Halimbawa ay ang synthesis ng RNA primers Okazaki fragment. Ang tagataguyod pagtitiyak ng RNA polymerases ng mga bakterya at phages ay na enzymes ay may-hawak ng simpleng istraktura at ay iba't iba. Ito ay makikita sa proseso ng replikasyon ng DNA sa bakterya. Kahit na maaari naming isaalang-alang na ito: kumplikadong istraktura kapag pinag-aralan genome T kahit phage, sa panahon ng pag-unlad, ito ay nabanggit na paulit-ulit na lumilipat sa pagitan ng iba't ibang grupo ng gene transcription, ito ay natagpuan na ang mahirap na ginamit para sa RNA polymerase host. Iyon ay, ang isang simpleng enzyme sa ganitong mga kaso ay hindi sapilitan. Ito ay nagpapahiwatig ng isang bilang ng mga kahihinatnan:
- RNA polymerase of eukaryotes at bakterya ay dapat na kayang kilalanin ang iba't ibang mga promoters.
- Ito ay kinakailangan na ang mga enzyme ay may isang tiyak na bilang tugon sa iba't ibang mga protina-regulators.
- RNA polymerase ay dapat ding maging magagawang baguhin ang pagkilala ng ang pagtitiyak ng mga nucleotide pagkakasunod-sunod template DNA. Upang gawin ito, gamitin ang isang iba't ibang mga protina effector.
Ito ang mga sumusunod na kailangan ng katawan para sa karagdagang "gusali" elemento. Protina makatulong upang isalin sa ibang papel ang complex ng RNA polymerase upang lubos na isagawa ang mga tungkulin nito. Ito ay sumasaklaw, para sa karamihan, ang enzymes kumplikadong istraktura, kung saan ang posibilidad ng pagpapatupad ng isang malawak na programa ng genetic na impormasyon. Dahil sa iba't-ibang mga problema, maaari naming obserbahan ang isang uri ng hierarchy istraktura ng RNA polymerase.
Paano gumagana ang ang proseso ng transcription?
Mayroon bang isang gene na responsable para sa pag-uugnayan sa RNA polymerase? Upang magsimula ng transcription: ang proseso sa eukaryotes ay tumatagal ng lugar sa nucleus. Sa mga prokaryotes, dumadaloy ito sa loob ng mikroorganismo. Ang relasyon sa pagitan ng mga polymerase ay isang pangunahing istruktura prinsipyo ng isang komplimentaryong mating indibidwal na molecules. Sa isyu ng pakikipag-ugnayan ay maaaring sabihin na ang DNA ay tanging isang template at ay hindi nagbabago sa panahon transcription. Dahil DNA ay isang holistic enzyme, ang bagay ay tunay, na ang isang partikular na gene ay responsable para sa polymer ay maaaring, ngunit ito ay isang napaka-mahabang panahon. Hindi namin dapat kalimutan na ang DNA ay naglalaman ng 3.1 bilyong nucleotide residues. Samakatuwid, mas nararapat na sabihin na para sa bawat uri ng RNA ay nakakatugon sa kanyang DNA. Para sa daloy ng mga polymerase na reaksyon ay nangangailangan ng enerhiya at ribonukle-ozidtrifosfato substrates. Kung ang anumang ay nabubuo 3 ', 5'-phosphodiester bono sa pagitan ng ribonukleozidmonofosfatami. Molekyul RNA synthesis ay nagsisimula sa ilang mga pagkakasunud-sunod DNA (promoters). Ang proseso tinatapos sa pagwawakas site (pagwawakas). Ang site, na kung saan ay kasangkot dito ay tinatawag na transcriptional. Sa mga eukaryotes, kadalasan ay may lamang ng isang gene, habang prokaryotes ay maaari ring nagtataglay ng maramihang mga piraso ng code. Ang bawat transcriptional ay uninformative lugar. Ang mga ito ay matatagpuan tiyak na pagkakasunud-sunod nucleotide na makipag-ugnayan sa transcriptional regulasyon kadahilanan nabanggit sa itaas.
Bacterial RNA polymerase
Ang mga microorganisms isang enzyme ay responsable para sa synthesis ng mRNA, rRNA at tRNA. Ang average polymerase Molekyul ay may humigit-kumulang 5 subunits. Dalawa sa mga magsilbi bilang umiiral na mga miyembro enzyme. Ang isa pang subunit kasangkot sa pagsisimula ng synthesis. Mayroon ding isang bahagi ng enzyme nonspecific para sa pakikipag-usap sa DNA. At ang huling subunit ay tinanggal pagdadala ng RNA polymerase sa isang gumaganang form. Ito ay mapapansin na ang mga enzyme molecules ay hindi sa isang "libreng" pag-navigate sa cytoplasma ng bakterya. Kapag RNA polymerases ay ginagamit, at pagkatapos ay tatalian lamang nila di-tiyak na mga rehiyon ng DNA at ay naghihintay hanggang sa ang aktibong tagataguyod ay binuksan. A bit ginulo mula sa topic, dapat itong sinabi na ang mga bakterya ay napaka-maginhawang upang mag-aral protina at ang kanilang impluwensiya sa ribonucleic acid polymerase. Lalo na maginhawa para sa kanila upang mag-eksperimento sa pagbibigay-buhay o pagsugpo ng mga indibidwal na mga elemento. Dahil sa kanilang mataas na pagpaparami rate ay maaaring maging relatibong mabilis na makuha ang nais na resulta. Alas, ang tao na pag-aaral ay hindi maaaring isagawa sa tulad ng isang mabilis na hakbang salamat sa aming istruktura pagkakaiba-iba.
RNA polymerase "nahuli" sa iba't-ibang anyo?
Iyon pagdating sa isang lohikal na konklusyon ng artikulo. Ang pangunahing pansin ay babayaran sa mga eukaryotes. Ngunit mayroon pa rin archaea at mga virus. Kaya nais mong bayaran ng kaunting pansin at ang mga form ng buhay. Ang mahalagang gawain ng Arkien mayroon lamang isang pangkat ng mga RNA polymerases. Ngunit ito ay halos kapareho sa kanyang mga ari-arian na may tatlong mga asosasyon eukaryotes. Maraming mga siyentipiko ay iminungkahi na kung ano ang maaari naming makita mula sa Arche talagang isang evolutionary ninuno ng dalubhasa polymerases. Ito ay kagiliw-giliw na rin, at ang istraktura ng mga virus. Tulad ng naunang nakasulat na, hindi lahat ng mga organismo ay may sariling polymerase. At kung saan ito ay, ito ay isang solong subunit. Ito ay pinaniniwalaan na ang viral enzymes nagmula sa DNA polymerases, sa halip ng mga komplikadong RNA kaayusan. Kahit na dahil sa ang pagkakaiba-iba ng pangkat na ito ng microorganisms iba't ibang mga pagpapatupad ay nakakatugon sa isang naibigay na biological mekanismo.
konklusyon
Alas, ang sangkatauhan ay wala pang vsoy kinakailangang impormasyon na kinakailangan para sa isang pag-unawa ng genome. At na lamang ang maaari niyang gawin! Halos lahat ng sakit ay talaga lamang ng isang genetic na batayan - ito ay naaangkop lalo na sa mga virus na patuloy nagbibigay sa amin ng problema sa mga impeksyon at iba pa. Ang pinaka-masalimuot at walang lunas na sakit - ang mga ito ay din, sa katunayan, direkta o hindi direkta ay depende sa tao genome. Kapag malaman namin upang maunawaan sa kanilang mga sarili at malalapat ang kaalamang ito para sa pakinabang ng isang malaking bilang ng mga problema at sakit ay simpleng itigil na umiiral. Ngayon ay isang bagay ng nakaraan, maraming mga dating kahila-hilakbot na sakit tulad ng smallpox, plague. Getting handa na upang pumunta mumps, ubo. Ngunit huwag mag-relax, dahil kami ay mukha na may isang mas mas malaking bilang ng mga iba't ibang mga hamon na kailangan mo upang mahanap ang kasagutan. At ito ay matagpuan, dahil ito ay pagpunta sa gawin ito.