RNR polimerazės struktūra, funkcijos, prokariotuose, eukariotuose ir archaėjoje

The RNR polimerazė yra fermentinis kompleksas, atsakingas už RNR molekulės polimerizaciją, pradedant nuo DNR sekos, naudojamos kaip šablonas. Šis procesas yra pirmasis geno ekspresijos etapas, vadinamas transkripcija. RNR polimerazė prisijungia prie DNR labai konkrečiame regione, žinoma kaip promotorius.

Šis fermentas ir apskritai transkripcijos procesas yra sudėtingesnis eukariotuose nei prokariotuose. Eukariotams būdingos kelios RNR polimerazės, kurios specializuojasi tam tikrų tipų genuose, priešingai nei prokariotai, kur visi genai yra transkribuojami vienoje polimerazės klasėje..

Manoma, kad eukariotų linijos sudėtingumo padidėjimas elementuose, susijusiuose su transkripcija, yra susijęs su sudėtingesne daugelio ląstelių organizmams būdinga genų reguliavimo sistema..

Architektūroje transkripcija yra panaši į procesą, kuris vyksta eukariotuose, nors jie turi tik vieną polimerazę.

Polimerai neveikia atskirai. Kad transkripcijos procesas būtų tinkamai pradėtas, būtina turėti baltymų kompleksų, vadinamų transkripcijos veiksniais, buvimą.

Indeksas

• 1 Struktūra
• 2 Funkcijos
• 3 Prokariotuose
• 4 Eukariotuose
  • 4.1 Kas yra genas?
  • 4.2 RNR polimerazė II
  • 4.3 RNR I ir III polimerazė
  • 4.4 RNR polimerazė organeliuose
• 5 Archaea
• 6 Skirtumai tarp DNR polimerazės
• 7 Nuorodos

Struktūra

Geriausiai apibūdintos RNR polimerazės yra bakterijų polimerazės. Tai susideda iš kelių polipeptidinių grandinių. Fermentas turi keletą subvienetų, kataloguotų kaip α, β, β 'ir σ. Buvo įrodyta, kad šis paskutinis subvienetas tiesiogiai nedalyvauja katalizėje, bet dalyvauja specifiniame prisijungime prie DNR.

Iš tiesų, jei pašaliname subvienetą σ, polimerazė vis dar gali katalizuoti su ja susijusią reakciją, tačiau tai daro netinkamuose regionuose.

Α subvienetas turi 40 000 daltonų masę ir yra du. Iš β ir β subvienetų yra tik 1, o jų masė atitinkamai yra 155 000 ir 160 000 daltonų..

Šios trys struktūros yra fermento branduolyje, o σ subvienetas yra toliau, ir vadinamas sigmos faktoriu. Viso fermento - arba holoenzimo - bendras svoris yra beveik 480 000 daltonų.

RNR polimerazės struktūra yra labai įvairi ir priklauso nuo tiriamos grupės. Tačiau visose ekologiškose būtybėse yra sudėtingas fermentas, susidedantis iš kelių vienetų.

Funkcijos

RNR polimerazės funkcija yra RNR grandinės nukleotidų polimerizacija, pagaminta iš DNR šablono.

Visa informacija, reikalinga organizmui statyti ir vystyti, yra parašyta jos DNR. Tačiau informacija nėra tiesiogiai verčiama į baltymus. Būtinas tarpinis žingsnis į pasiuntinio RNR molekulę.

Šią kalbos transformaciją iš DNR į RNR skatina RNR polimerazė, o reiškinys vadinamas transkripcija. Šis procesas yra panašus į DNR replikaciją.

Prokariotuose

Prokariotai yra vienaląsčiai organizmai, neturintys apibrėžto branduolio. Iš visų prokariotų, labiausiai tiriamas organizmas Escherichia coli. Ši bakterija yra normalus mūsų mikrobiotos gyventojas ir yra idealus genetikų modelis.

RNR polimerazė pirmą kartą buvo išskirta šiame organizme, o dauguma transkripcijos tyrimų buvo atlikti E. coli. Vienoje šios bakterijos ląstelėje galime rasti iki 7000 polimerazių molekulių.

Skirtingai nuo eukariotų, turinčių trijų tipų RNR polimerazių, prokariotuose visi genai yra apdorojami vieno tipo polimeraze.

Eukariotuose

Kas yra genas?

Eukariotai yra organizmai, turintys branduolį, ribotą membrana ir turintys skirtingus organelius. Eukariotinėms ląstelėms būdingos trijų tipų branduolinės RNR polimerazės, ir kiekvienas tipas yra atsakingas už tam tikrų genų transkripciją..

"Genas" nėra lengvas terminas apibrėžti. Paprastai mes vadiname bet kurią DNR seką "geną", kuris galiausiai verčia į baltymą. Nors ankstesnis teiginys yra teisingas, yra ir genų, kurių galutinis produktas yra RNR (o ne baltymas), arba jie yra genai, dalyvaujantys raiškos reguliavime.

Yra trys polimerazių rūšys, vadinamos I, II ir III. Toliau aprašysime jos funkcijas:

RNR polimerazė II

Genus, kurie koduoja baltymus ir apima RNS-RNS, transkribuoja RNA polimerazė II. Dėl savo aktualumo baltymų sintezėje mokslininkai tyrinėjo polimerazę.

Transkripcijos faktoriai

Šie fermentai negali nukreipti transkripcijos proceso, jie turi baltymų, vadinamų transkripcijos veiksniais, buvimą. Galime išskirti dviejų tipų transkripcijos veiksnius: bendruosius ir papildomus.

Pirmoji grupė apima baltymus, kurie dalyvauja transkripcijoje kiekvienas polimerazių II promotoriai. Tai yra pagrindinė transkripcijos mašina.

Sistemose in vitro, Buvo apibūdinti penki bendri veiksniai, būtini transkripcijos inicijavimui pagal RNR polimerazę II. Šie promotoriai turi konsensuso seką, vadinamą „TATA box“.

Pirmasis transkripcijos etapas - tai veiksnys, vadinamas TFIID, į TATA langelį. Šis baltymas yra kompleksas su keliais subvienetais - tarp jų - specialus langelis. Jis taip pat susideda iš dešimčių peptidų, vadinamų TAF (iš anglų kalbos Su TBP susiję veiksniai).

Trečiasis veiksnys yra TFIIF. Įdarbinus II polimerazę, transkripcijos pradžiai būtini TFIIE ir TFIIH faktoriai.

RNR I ir III polimerazė

Ribosomų RNR yra struktūriniai ribosomų elementai. Be ribosomų RNR, ribosomos sudaro baltymai ir yra atsakingi už RNS RNS molekulės transliaciją į baltymą.

Perdavimo RNR taip pat dalyvauja šiame transliacijos procese, vedant į aminorūgštis, kuri bus įtraukta į polipeptido grandinę formavimosi metu.

Šias RNR (ribosomas ir perdavimas) transkribuoja I ir III RNR polimerazės. RNR polimerazė I yra specifinė didesnių ribosomų RNR, žinomų kaip 28S, 28S ir 5.8S, transkripcijai. S reiškia sedimentacijos koeficientą, tai yra sedimentacijos greitį centrifugavimo proceso metu.

RNS polimerazė III yra atsakinga už mažesnių ribosomų RNR (5S) koduojančių genų transkripciją..

Be to, RNA polimerazė III transkribuoja daugybę mažų RNR (nepamirškite, kad yra nedideli RNR tipai, ne tik žinomiausias pasiuntinys, ribosominis ir perdavimo RNR)..

Transkripcijos faktoriai

RNR polimerazei I, kuri skirta tik ribosomų genų transkripcijai, savo veiklai reikalingi keli transkripcijos faktoriai. Genoms, kurios koduoja ribosominę RNR, yra lokalizuotas promotorius, maždaug 150 bazinių porų "prieš srovę" nuo transkripcijos pradžios vietos.

Promotorius yra atpažįstamas pagal du transkripcijos faktorius: UBF ir SL1. Jie bendradarbiauja su promotoriumi ir įdarbina polimerazę I, sudarydami iniciacijos kompleksą.

Šiuos veiksnius sudaro daug baltymų subvienetai. Panašu, kad TBP yra bendras transkripcijos faktorius trims polimerazėms eukariotuose.

RNR III polimerazei nustatyti transkripcijos faktorius TFIIIA, TFIIIB ir TFIIIC. Tai yra nuosekliai susieta su transkripcijos kompleksu.

RNR polimerazė organeliuose

Subcellular skyriai, vadinami organeliais, yra viena iš išskirtinių eukariotų savybių. Mitochondrijose ir chloroplastuose yra atskira RNR polimerazė, panaši į šį fermentą bakterijose. Šios polimerazės yra aktyvios ir transkribuoja šiose organelėse randamą DNR.

Pagal endosymbiotikos teoriją eukariotai yra kilę iš simbiozės, kai viena bakterija nurijo mažesnę. Šis svarbus evoliucinis faktas paaiškina mitochondrijos polimerazių ir bakterijų polimerazės panašumą.

Archaea

Kaip ir bakterijose, architektūroje yra tik viena polimerazės rūšis, atsakinga už visų vienaląsčio organizmo genų transkripciją..

Tačiau RNR polimerazė archaleje labai panaši į polimerazės struktūrą eukariotuose. Juose yra TATA dėžutė ir transkripcijos faktoriai, TBP ir TFIIB.

Apskritai, transkripcijos procesas eukariotuose yra gana panašus į tą, kuris randamas architektūroje..

Skirtumai tarp DNR polimerazės

DNR replikaciją organizuoja fermentinis kompleksas, vadinamas DNR polimeraze. Nors šis fermentas paprastai yra lyginamas su RNR polimeraze - abi katalizuoja nukleotidų grandinės polimerizaciją 5 '- 3' kryptimi - yra skirtumų keliais aspektais.

DNR polimerazei reikia trumpo nukleotidų fragmento, kad būtų galima inicijuoti molekulės replikaciją, vadinamą pradmeniu arba pradmeniu. RNR polimerazė gali pradėti sintezę de novo, ir jam nereikia pirmojo savo veiklai.

DNR polimerazė yra pajėgi prisijungti prie kelių kromosomos vietų, o polimerazė jungiasi tik su genų promotoriais.

Dėl. \ T korektūra fermentų, daug geriau žinomi DNR polimerazės, nes jie gali ištaisyti netinkamus nukleotidus, kurie buvo netinkamai polimerizuoti.

Nuorodos

1. Cooper, G. M., Hausman, R.E., & Hausman, R.E. (2000). Ląstelė - molekulinis požiūris (2 tomas). Vašingtonas: ASM spauda.
2. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekulinės ląstelės biologija. Macmillan.
3. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002). Ląstelės molekulinė biologija. 4-asis leidimas. Niujorkas: Garland Science
4. Pierce, B. A. (2009). Genetika: konceptualus požiūris. Red. Panamericana Medical.
5. Lewin, B. (1975). Genų išraiška. UMI Knygos pagal pareikalavimą.