Každý, kto študuje molekulárnej biológie, biochémie, genetického inžinierstva, a rad ďalších súvisiacich znalostí, skôr alebo neskôr, sa pýta: čo je funkcia RNA polymerázy? Ide o pomerne zložité tému, ktorá je stále ešte úplne nepreskúmané, ale napriek tomu je známe, že to bude svietiť ako súčasť výrobku.
všeobecné informácie
Treba mať na pamäti, že je RNA polymeráza eukaryoty a prokaryot. Prvý z nich je ďalej rozdelená do troch typov, z ktorých každý je zodpovedný za transkripciu génov oddelené skupiny. Tieto enzýmy sú číslované pre jednoduchosť, ako prvé, druhé a tretie RNA polymerázy. Prokaryota, štruktúra ktorého nejadrové pri transkripcii pracuje podľa zjednodušeného schémy. Preto je pre prehľadnosť zachytiť čo najviac informácií bude zaobchádzať eukaryoty. RNA Polymerase sú štruktúrne podobné. Predpokladá sa, že obsahujú nie menej ako 10 polypeptidových reťazcov. Tak RNA polymeráza syntetizuje 1 (prepisuje) génov, ktoré sú následne prevedené do rôznych proteínov. Druhý zaoberá prepis génov, ktoré sú následne prevedené do proteínov. RNA polymeráza 3 ukazuje rôzne stabilné enzýmy s nízkou molekulárnou hmotnosťou, ktoré sú stredne citlivé na alfa amatinu. Ale my sme sa nerozhodli o tom, čo presne je RNA polymerázu! Tzv enzýmy, ktoré sa podieľajú na syntéze molekúl ribonukleovej kyseliny. V užšom slova zmysle rozumie touto DNA-dependentnej RNA polymerázy, ktoré pôsobia na základe matice deoxyribonukleovej kyseliny. Enzýmy sú nevyhnutné pre dlhé a úspešné fungovanie živých organizmov. RNA polymeráza možno nájsť vo všetkých bunkách a mnoho vírusov.
Delenie na špecifiká
V závislosti na podjednotke zloženie RNA polymerázy sú rozdelené do dvoch skupín:
- Prvá sa zaoberá prepis malý počet génov v genóme jednoduché. Pre prevádzku v tomto prípade nevyžaduje zložitú regulačný vplyv. Preto sa tu odkazuje na všetky enzýmy, ktoré sa skladajú len z jednej podjednotky. Ako príklad môže vyvolať bakteriofága RNA polymerázy a mitochondrie.
- Táto skupina zahŕňa všetky eukaryotické RNA polymerázy a baktérií, ktoré sú ťažko usporiadané. Sú to zložité mnogosubedinichnye proteínové komplexy, ktoré možno prepísať tisíce rôznych génov. Za prevádzky sú tieto gény reagovať na veľký počet regulačných signálov, ktoré sú prijímané z proteínových faktorov a nukleotidov.
Takáto štrukturálna a funkčné rozdelenie je skôr podmienený a zjednodušenie reálnej situácie.
Čo znamená RNA polymerázu I?
Tie boli stanovené funkciu vzdelávania primárnych prepisy rRNA génov, to znamená, že sú najdôležitejšie. Tie sú známejšie pod označením 45S-RNA. Ich dĺžka je asi 13 000 nukleotidov. Z nej sú vytvorené 28S-RNA, 18S-5.8S RNA-RNA. Vzhľadom k tomu, že sú vytvorené iba jeden transkriptor, telo dostane "záruky", že molekuly sa vytvorí v rovnakom množstve. Súčasne vytvorenie RNA priamo ide iba 7000 nukleotidov. Zvyšok prepisu je degradovaná v jadre. V tak veľkom zvyšku sa za to, že je nutné, aby raných fázach formovania ribozómov. Počet týchto polymerázy v bunkách vyšších bytostí vznášajúce sa okolo značky 40 tisíc kusov.
Ako je organizovaná?
Tak, máme prvé RNA polymerázy (prokaryota-štruktúra molekuly) je považovaný za dobrý. V tomto prípade je veľké podjednotky, ako skutočne a veľký počet ďalších polypeptidov s vysokou molekulovou hmotnosťou, sú jasne rozlíšiteľné funkčné a štrukturálne domény. Pri klonovaní génov a pre určenie ich primárnej štruktúry boli identifikované vedci evolučne konzervované časti reťazca. Použitie dobrý výraz, výskumníci boli tiež vykonané mutačné analýzu, ktorá nám umožňuje hovoriť o funkčnom význame jednotlivých domén. Za týmto účelom, s použitím lokálne cielené mutagenéza zmeniť jednotlivé polypeptidové reťazce, a také modifikované amino podjednotiek kyseliny, používané pri montáži enzýmov s následnú analýzu vlastností, ktoré boli získané v dátových štruktúr. Bolo zistené, že vzhľadom na jeho organizáciu prvého RNA polymerázy v prítomnosti alfa-amatina (vysoko toxická látka, ktorá sa získava zo svetlo muchotrávky) nereaguje.
fungovanie
Ako prvý a druhý RNA polymeráza môže existovať v dvoch formách. Jedným z nich môže pôsobiť tak, že iniciáciu špecifickej transkripcie. Druhý - DNA-dependentnej RNA polymerázu. Tento prístup sa prejavuje v najväčšej prevádzkovania činnosti. Predmet študoval viac, ale teraz vieme, že to závisí od dvoch transkripčných faktorov, ktoré sú označované ako SL1 a UBF. Najmä posledne - že môže komunikovať priamo s promótorom, pričom SL1 UBF vyžaduje prítomnosť. Aj keď to bolo experimentálne zistené, že DNA-dependentnej RNA polymeráza môže podieľať na transkripciu na minimum a bez prítomnosti druhej. Ale pre normálne fungovanie tohto mechanizmu je stále potrebná UBF. Prečo? Výrazne doteraz nepodarilo preukázať príčinu tohto správania. Jeden z najpopulárnejších vysvetlení vyplýva, že UBF obhajuje istý druh stimulant rDNA transkripcie, keď rastie a vyvíja. Pri pokojovej fáze dôjde, potom sa udržuje na minimálnu požadovanú úroveň fungovania. Súčasťou transkripčných faktorov nie je rozhodujúci pre neho. Tu tak funguje RNA polymerázu. Funkcia tohto enzýmu umožňuje podporovať prehrávanie malých "stavebných kameňov" tela, vďaka čomu je neustále aktualizovaný po celé desaťročia.
Druhá skupina enzýmov
Ich funkcia je regulovaná montáž proteínový komplex promotorov preinitsiatornogo druhej triedy. Najčastejšie sa prejavuje v práci špeciálnych bielkovín - aktivátory. Ako príklad je TBP. Je spojená faktory, ktoré sú súčasťou triedy. Sú - cieľ pre p53, NF kappa B, a tak ďalej. Jeho vplyv v procese regulácie a poskytujú proteíny, zvanej koaktivátory. Príklady sú Gcn5. Prečo potrebujeme tieto proteíny? Slúži ako adaptéry, ktoré prispôsobiť interakciu aktivátory a faktorov, ktoré sú v preinitsiatorny komplexu. K náprave došlo transkripcie, musíte mať potrebné iniciačný faktory. Napriek tomu, že šesť z nich priamo interagovať s promótorom môže byť len jeden. V iných prípadoch vyžaduje vopred vyrobené komplex druhého RNA polymerázy. Navyše pri týchto procesoch sú priľahlé proximálnej prvky - iba 50 až 200 párov od miesta, kde je zahájená transkripcia. Obsahujú údaj o nadviazanie aktivačných proteínov.
špecifické črty
Má štruktúru podjednotky enzýmy rôzneho pôvodu na ich funkčné úlohu v prepise? Presnú odpoveď na túto otázku znie nie, ale verí, že je pravdepodobné, že pozitívne. Ako to ovplyvní RNA polymerázu? Enzýmovej funkcie jednoduchá konštrukcia - obmedzený rozsah transkripcie génov (alebo aj malá časť). Príklady sú syntéza RNA primery fragmenty Okazaki. Promótor špecifickosť RNA polymerázy baktérií a fágov je, že enzýmy sú držiteľmi jednoduchej konštrukcie a sú rôzne. Toto môže byť vidieť v procese replikácie DNA v baktériách. Aj keď možno považovať toto: zložitú štruktúru, keď študoval genómu T dokonca fága, v priebehu vývoja, sa zistilo, že opakované prepínanie medzi rôznymi skupinami génovej transkripcie, sa zistilo, že komplex použitý pre tento RNA polymerázy hostiteľa. To znamená, že jednoduchý enzýmu v takýchto prípadoch nie je indukovaná. Z toho vyplýva niekoľko dôsledkov:
- RNA polymeráza eukaryoty a baktérií musí byť schopný rozpoznať rôzne promótory.
- Je nutné, aby enzým má špecifickú reakciu na rôzne proteíny regulátory.
- RNA polymeráza musí byť tiež schopný zmeniť uznanie špecifickosti šablóny DNA nukleotidové sekvencie. Ak to chcete urobiť, použite paletu proteínových efektor.
Z toho vyplýva, telo potrebuje pre ďalšie "stavebných" prvkov. Proteíny pomáhajú prepísať komplex RNA polymerázy, aby mohla plniť svoje funkcie. To platí pre väčšinu, enzýmov komplexná štruktúra, v ktorej sú možnosti vykonávania rozsiahly program genetickej informácie. Vzhľadom k rôznym problémom, možno pozorovať určitý druh hierarchickej štruktúry RNA polymerázy.
Ako funguje proces transkripcie?
Existuje gén zodpovedný za spojenie s RNA polymerázou? Pre spustenie transkripcie: proces u eukaryoty prebieha v jadre. V prokaryotes, preteká vnútri mikroorganizmu. Vzťah medzi polymerázou je základný konštrukčný princíp komplementárnych párenie jednotlivých molekúl. Na problematiku interakcie možno povedať, že DNA je len šablóna a nemení sa v priebehu transkripcie meniť. Vzhľadom k tomu, DNA je celostná enzým je je isté, že konkrétny gén je zodpovedný za tohto polyméru môže byť, ale bude to veľmi dlhá doba. Nemali by sme zabúdať, že DNA obsahuje 3,1 miliardy nukleotidových zvyškov. Z tohto dôvodu, vhodnejšie povedať, že pre každý typ RNA spĺňa svoju DNA. Pre prúdenie polymerázovej reakcie energetické potreby a ribonukle-ozidtrifosfato substrátov. Ak niektoré sú vytvorené 3 ', 5'-fosfodiesterové väzby medzi ribonukleozidmonofosfatami. Molekula RNA syntéza začína v niektorých sekvenciách DNA (promótory). Tento proces sa končí na terminačná miesta (ukončenie). Na stránkach, ktoré sa tu jedná, sa nazýva transkripcie. V eukaryoty, je zvyčajne iba jeden gén, zatiaľ čo prokaryota môže tiež mať viac častí kódu. Každá transkripčné má neinformativní plochu. Sú umiestnené špecifické nukleotidové sekvencie, ktoré interagujú s transkripčné regulačné faktormi uvedenými vyššie.
Bakteriálna RNA polymeráza
Tieto mikroorganizmy jeden enzým je zodpovedný za syntézu mRNA, rRNA a tRNA. Priemerná polymeráza molekula má zhruba 5 podjednotiek. Dvaja z nich slúžia ako väzbové prvky enzým. Ďalšie podjednotky podieľa na iniciáciu syntézy. K dispozícii je tiež súčasťou enzýmu nešpecifické pre komunikáciu s DNA. A posledná podjednotky bolo prinášať RNA polymerázu v pracovnej podobe. Je potrebné poznamenať, že molekuly enzýmov nie sú v "voľný" navigáciu v cytoplazme baktérií. Ak sú použité RNA polymerázy a potom sa viažu nešpecifickej DNA oblasti, a čaká, až sa otvorí aktívny promótor. Trochu rozptyľovať od témy, je potrebné povedať, že baktéria je veľmi výhodné pre štúdium proteínov a ich vplyv na polymerázy ribonukleovej kyseliny. Zvlášť vhodné na to, aby experimentovať na stimuláciu alebo inhibíciu jednotlivých prvkov. Vzhľadom na ich vysoká miera reprodukcie môže byť pomerne rýchlo získať požadovaný výsledok. Bohužiaľ, ľudské štúdie nemožno vykonávať pri takých rýchlym tempom vďaka nášmu štrukturálnej rozmanitosti.
RNA polymeráza "Chytil" v rôznych formách?
Ktorý prichádza k logickému záveru článku. Hlavná pozornosť bola venovaná eukaryoty. Ale je tu ešte archea a vírusy. Takže chcete zaplatiť trochu pozornosti a tieto formy života. Vitálny aktivita Archean existuje iba jedna skupina RNA polymerázy. Ale to je veľmi podobné vo svojich vlastnostiach s tromi združenia eukaryoty. Mnoho vedcov bolo navrhol, že to, čo môžeme vidieť z Arche vlastne evolučnej predka špecializovaných polymerázy. Je tiež zaujímavé, a štruktúra vírusov. Ako už bolo napísané, že nie všetky z týchto organizmov majú vlastné polymerázu. A kde to je, to je jediná podjednotky. Predpokladá sa, že vírusové enzýmy odvodené od DNA polymerázy, miesto zložitých RNA štruktúr. Aj keď vzhľadom na rôznorodosť tejto skupiny mikroorganizmov rôzne implementácie spĺňa danú biologickú mechanizmus.
záver
Žiaľ, ľudstvo doteraz nemá vsoy potrebné informácie potrebné pre pochopenie genómu. A to len mohol urobiť! Takmer všetky choroby sú v podstate len genetický základ - to platí najmä pre vírusy, ktoré nám neustále dáva problémy infekcie a tak ďalej. Najzložitejšie a nevyliečiteľné choroby - sú tiež v skutočnosti, priamo alebo nepriamo závisí na ľudskom genóme. Keď sa učíme porozumieť sebe a budú aplikovať tieto znalosti v prospech veľkého počtu problémov a chorôb sa proste prestanú existovať. Teraz minulosťou, mnoho skôr hrozné choroby, ako kiahne, mor. Chystá ísť mumps, čierny kašeľ. Ale nemyslite si oddýchnuť, pretože sa stretávajú s ešte väčším počtom rôznych výziev, ktoré je potrebné nájsť odpoveď. A že bude nájdený, pretože to bude robiť tak.