RNA פולימראז מבנה, פונקציות, prokaryotes, ב eukaryotes ו archaea

ה RNA פולימראז הוא קומפלקס אנזימטי אשר אחראי לתיווך פילמור של מולקולת RNA, החל רצף DNA המשמש כתבנית. תהליך זה הוא הצעד הראשון של ביטוי גנים, והוא נקרא שעתוק. RNA פולימראז נקשר לדנ"א באזור מסוים מאוד, המכונה היזם.

האנזים הזה - ותהליך השעתוק בכלל - מורכב יותר באוקריוטים מאשר בפרוקריוטים. Eukaryotes יש מספר רב של פולימרים RNA המתמחים סוגים מסוימים של גנים, בניגוד prokaryotes שבו כל הגנים מתעתקים על ידי מעמד אחד של פולימראז.

העלייה במורכבות בשושלת של eukaryotes באלמנטים הקשורים תמלול קשורה כנראה מערכת מתוחכמת יותר של רגולציה גנטית, אופייני אורגניזמים תאיים.

ב archaea, שעתוק דומה לתהליך המתרחש eukaryotes, למרות שהם רק אחד polymerase.

פולימרים לא פועלים לבד. על מנת תהליך תמלול כדי להתחיל כראוי, נוכחות של קומפלקסים חלבונים שנקרא גורמי שעתוק הוא הכרחי.

אינדקס

• 1 מבנה
• 2 פונקציות
• 3 בפרוקריוטים
• 4 ב אוקריוטים
  • 4.1 מהו גן?
  • 4.2 רנ"א פולימראז II
  • 4.3 פולימראז רנ"א I ו- III
  • 4.4 פולימראז רנ"א באברונים
• 5 בארכאה
• 6 הבדלים עם פולימראז DNA
• 7 הפניות

מבנה

הכי מאופיינת פולימרים RNA הם הפולימרים של החיידק. זה מורכב מרשתות פוליפפטיד מרובים. האנזים יש מספר יחידות משנה, מקוטלג כמו α, β, β 'ו σ. הוכח כי יחידת משנה אחרונה זו אינה משתתפת ישירות בקטליזה, אלא מעורבת בכריכה הספציפית לדנ"א.

למעשה, אם אנו לחסל את תת יחידה σ הפולימראז עדיין יכול לזרז את התגובה הקשורה שלו, אבל זה עושה את זה באזורים הלא נכונים.

למקטע α יש מסה של 40,000 דלטונים ויש שני. מבין היחידות β ו- β יש רק 1, ויש להן מסת של 155,000 ו- 160,000 daltons, בהתאמה.

שלושת המבנים הללו ממוקמים בגרעין האנזים, בעוד שמקטע σ רחוק יותר, והוא נקרא גורם הסיגמא. האנזים המלא - או holoenzyme - יש משקל כולל קרוב ל 480,000 דלטונים.

המבנה של פולימרז RNA משתנה באופן נרחב, והוא תלוי בקבוצה למד. עם זאת, בכל היצורים האורגניים הוא אנזים מורכב, המורכב מספר יחידות.

פונקציות

הפונקציה של פולימרז RNA הוא פילמור של נוקליאוטידים של שרשרת RNA, שנבנה מתוך תבנית DNA.

כל המידע הדרוש לבנייה ופיתוח של אורגניזם כתוב בדנ"א שלו. עם זאת, המידע אינו מתורגם ישירות חלבונים. שלב הביניים כדי מולקולה RNA השליח הוא הכרחי.

זו טרנספורמציה של השפה מ DNA ל RNA מתווכת על ידי פולימראז RNA והתופעה נקראת שעתוק. תהליך זה דומה לשכפול דנ"א.

ב prokaryotes

פרוקריוטים הם אורגניזמים חד-תאיים, ללא גרעין מוגדר. מכל הפרוקריוטים, האורגניזם הנלמד ביותר היה Escherichia coli. חיידק זה הוא תושב רגיל של המיקרוביוטה שלנו, והוא המודל האידיאלי לגנטיקאים.

פולימראז RNA היה מבודד לראשונה אורגניזם זה, ואת רוב המחקרים שעתוק בוצעו ב E. coli. בתא בודד של חיידק זה אנו יכולים למצוא עד 7000 מולקולות של פולימריות.

שלא כמו eukaryotes כי יש שלושה סוגים של פולימרים rNA, ב prokaryotes כל הגנים מעובדים על ידי סוג אחד של פולימראז.

באוקריוטים

מהו גן?

אוקריוטים הם אורגניזמים שיש להם גרעין שהותקן על ידי קרום ויש להם אברונים שונים. תאים אוקריוטים מאופיינים על ידי שלושה סוגים של פולימרים RNA גרעיני, וכל סוג אחראי על שעתוק של גנים מסוימים.

"גן" אינו מונח קל להגדיר. בדרך כלל, אנו רגילים לקרוא לכל רצף DNA "רצף" שמתורגם בסופו של דבר לחלבון. למרות שההצהרה הקודמת נכונה, יש גם גנים שהמוצר הסופי שלהם הוא רנ"א (ולא חלבון), או שהם גנים המעורבים בהסדרת הביטוי.

ישנם שלושה סוגים של polymerases, בשם כמו אני, II ו- III. נתאר את תפקידיה להלן:

RNA פולימראז II

הגנים אשר קוד עבור חלבונים - ו כרוך RNA שליח - מתועתקים על ידי RNA פולימראז II. בשל הרלוונטיות שלה סינתזה חלבון, זה כבר polymerase למד ביותר על ידי חוקרים.

גורמי תמלול

אנזימים אלה אינם יכולים לכוון את תהליך ההעתקה בעצמם, הם זקוקים לנוכחותם של חלבונים הנקראים גורמי שעתוק. אנו מבחינים בין שני סוגים של גורמי שעתוק: כללי נוסף.

הקבוצה הראשונה כוללת את החלבונים המעורבים בתעתיק של כולם היזמים של פולימרים II. אלה מהווים את המנגנון הבסיסי של שעתוק.

במערכות במבחנה, חמישה גורמים כלליים, כי הם הכרחיים ליזום של שעתוק על ידי פולימראז RNA II אופיינו. אלה היזמים יש רצף קונצנזוס בשם "תיבת TATA".

השלב הראשון של שעתוק כרוך מחייב של גורם שנקרא TFIID לתיבת TATA. חלבון זה הוא מורכב עם מספר יחידות משנה - ביניהם, אחד ספציפי לתיבה. זה מורכב גם תריסר פפטידים הנקראים TAFs (מאנגלית גורמים הקשורים ל- TBP).

גורם שלישי הוא TFIIF. לאחר פולימראז II הוא גויס, TFIIE ו TFIIH גורמים נדרשים לתחילת שעתוק.

RNA פולימראז אני ו- III

RNAs Ribosomal הם מרכיבים מבניים של הריבוזומים. בנוסף RNA ריבוזומלי, הריבוזומים מורכבים החלבונים אחראים לתרגום מולקולה של RNA שליח חלבון.

העברת RNAs גם להשתתף בתהליך זה התרגום, המוביל חומצת אמינו כי ישולבו בשרשרת פוליפפטיד במבנה.

אלה RNAs (ריבוזומלי ולהעביר) מתועתקים על ידי פולימרים RNA אני ו- III. RNA פולימראז אני ספציפי עבור שעתוק של RNAs ribosomal גדול, המכונה 28S, 28S ו 5.8 S. S מתייחס למקדם שקיעה, כלומר, את שיעורי שקיעה במהלך תהליך צנטריפוגה.

RNA פולימראז III אחראי על שעתוק של הגנים כי הקוד של RNAs ribosomal קטן (5S).

בנוסף, סדרה של RNAs קטן (זכור כי ישנם סוגים רבים של רנ"א, לא רק השליח הידוע ביותר, ריבוזומלית ולהעביר RNA) כמו רנ"א גרעיני קטן, מתועתקים על ידי RNA פולימראז III.

גורמי תמלול

RNA פולימראז אני, שמורות אך ורק עבור שעתוק של גנים ריבוזומלי, דורש מספר גורמים שעתוק לפעילותה. הגנים כי קוד עבור RNA ribosomal יש מקדם מקומי על כ -150 זוגות זוגות "במעלה הזרם" של האתר שעתוק להתחיל.

היזם מוכר על ידי שני גורמי שעתוק: UBF ו- SL1. אלה להצטרף בשיתוף פעולה עם האמרגן ו לגייס polymerase אני, להרכיב את מתחם חניכה.

גורמים אלה נוצרים על ידי יחידות חלבונים מרובות. באופן דומה, TBP נראה כגורם שעתוק משותף לשלוש הפולימריות באוקריוטים.

עבור RNA פולימראז III, גורם שעתוק TFIIIA, TFIIIB ו TFIIIC זוהו. אלה קשורים באופן רציף למכלול שעתוק.

RNA פולימראז באברונים

תאים תאיים הנקראים אברונים הם אחד המאפיינים הייחודיים של eukaryotes. מיטוכונדריה ו chloroplasts יש פולימראז RNA נפרד הדומה אנזים זה חיידקים. פולימרים אלה פעילים, והם לתמלל את ה- DNA נמצא האברונים האלה.

על פי התיאוריה האנדוסיביוטית, האוקריוטים באים מאירוע של סימביוזה, שם חיידק אחד בלע קטן יותר. עובדה אבולוציונית רלוונטית זו מסבירה את הדמיון בין הפולימרים של המיטוכונדריה לבין הפולימראז של חיידקים.

בארכאה

כמו חיידקים, ב archaea יש רק סוג אחד של polymerase אחראי על שעתוק של כל הגנים של האורגניזם unicellular.

עם זאת, פולימראז RNA ב archaea דומה מאוד למבנה של polymerase ב eukaryotes. הם מציגים תיבת TATA ו גורמי שעתוק, TBP ו TFIIB, במיוחד.

באופן כללי, תהליך שעתוק ב eukaryotes הוא די דומה לזה שנמצא archaea..

הבדלים עם פולימראז DNA

שכפול דנ"א מתוזמר על ידי קומפלקס אנזימטי הנקרא DNA פולימראז. למרות אנזים זה מושווה בדרך כלל RNA פולימראז - הן מזרז את פילמור של שרשרת נוקליאוטידים ב 5 'ל -3' כיוון - ישנם הבדלים במספר היבטים.

פולימרז DNA צריך קטע קצר של נוקליאוטידים כדי להיות מסוגל ליזום את השכפול של המולקולה, המכונה תחל או פריימר. RNA פולימראז יכול להתחיל את הסינתזה דה נובו, ואינו צריך את הראשון לפעילותו.

פולימראז DNA הוא מסוגל לאגד מספר אתרים לאורך כרומוזום, בעוד פולימראז רק נקשר מקדמי גנים.

באשר למנגנונים של הגהה של האנזימים, אלה של פולימראז DNA ידועים הרבה יותר, להיות מסוגל לתקן את נוקליאוטידים הלא נכון כי כבר polymerized בטעות.

הפניות

1. קופר, ג ', מ', האוסמן, R.E., & Hausman, R.E. (2000). התא: גישה מולקולרית (כרך ב). וושינגטון: הקש ASM.
2. לודש, ח ', ברק, א', דרנל, ג 'יי, קייזר, א.ג., קריגר, מ', סקוט, M., ... & Matsudaira, P. (2008). ביולוגיה תא מולקולרית. מקמילן.
3. אלברטס ב ', ג' ונסון, לואיס ג ', ואח'. (2002). ביולוגיה מולקולרית של התא. מהדורה 4. ניו יורק: מדע גרלנד
4. פירס, ב 'א' (2009). גנטיקה: גישה מושגית. אד פנמריקנה מדיקל.
5. לוין, ב. (1975). ביטוי גנים. ספרים UMI על פי דרישה.