Todo aquel que estuda a bioloxía molecular, bioquímica, enxeñería xenética, e unha serie de outros coñecementos relacionados, máis cedo ou máis tarde, fai a pregunta: cal é a función da polimerase do RNA? Este é un tema moi complexo que aínda está sen explotar, pero, con todo, sábese que será iluminado como parte do artigo.
información xeral
Cómpre lembrar que non é a ARN-polimerasa de eucariotas e procariotas. A primeira é dividida en tres tipos, cada un dos cales é responsable da transcrición de xenes grupo separado. Estas encimas son numerados para sinxeleza, como o primeiro, segundo e terceiro polimerase de ARN. Procariotas, a estrutura dos cales non nuclear, cando transcrita opera de acordo co diagrama simplificado. Polo tanto, para maior claridade, para capturar o máximo de información posible eucariontes serán tratados. polimerases de ARN son estruturalmente similares. Crese que elas non conteñen menos que 10 cadeas polipeptídicas. Así ARN polimerase sintetiza 1 () transcribe xenes que son, subsecuentemente, traducidos nas varias proteínas. O segundo xenes implicados transcrición, que son, subsecuentemente, traducidos en proteínas. ARN polimerase 3 mostra varias encimas de peso molecular baixo estables que son moderadamente sensible Alfa amatinu. Pero aínda non decidimos sobre o que é exactamente a ARN polimerase! Así chamadas encimas que están implicados na síntese de moléculas de ácido ribonucleico. No sentido restrinxido comprendido por esta polimerase de ARN dependente de ADN, que operan con base na matriz de ácido desoxirribonucleico. As encimas son esenciais para unha longa e exitosa funcionamento dos organismos vivos. ARN polimerase se pode atopar en todas as células e moitos virus.
A división das particularidades
Dependendo da composición de subunidades de polimerases de ARN son divididos en dous grupos:
- O primeiro trata transcribir un pequeno número de xenes no xenoma de simple. Para a operación, neste caso, non necesita de impacto regulatórios complexo. Polo tanto, aquí refírese a todas as encimas que consisten en só unha subunidade. Como un exemplo pode inducir a ARN polimerase de bacteriago e mitocondrias.
- Este grupo inclúe todos ARN polimerase eucariótica e bacterias, que son difíciles arranxado. Son complexos de proteínas mnogosubedinichnye intrincados que pode transcribir miles de xenes diferentes. Durante o funcionamento, estes xenes de responder a un gran número de sinais reguladores que son recibidos dende factores de proteínas e nucleótidos.
Tal división estrutural e funcional é moi condicional e unha simplificación da situación real.
O que fai o ARN polimerase I?
Eles foron fixados función da educación de transcricións primarias de xenes rRNA, é dicir, son os máis importantes. Estes últimos son máis coñecido baixo a denominación de 45s-ARN. A súa lonxitude é de aproximadamente 13 000 nucleótidos. A partir dela fórmanse 28s-ARN, 18S-5.8S ARN-ARN. Debido ao feito de que son creados só unha transkriptor, o corpo recibe unha "garantía" de que as moléculas será formado en cantidades iguais. Ao mesmo tempo, a creación de ARN vai directamente só a 7000 nucleótidos. O resto da transcrición é degradada no núcleo. Nun gran residuo tal crese que é necesario para as fases iniciais da formación ribosomas. O número destas polimerases en células de seres superiores que paira en torno á marca de 40 mil unidades.
Como está organizada?
Así, temos que a primeira ARN polimerase (moléculas procariotas-estrutura) é considerado bo. Neste caso, a subunidade grande, como, de feito, e un gran número de outros polipéptidos de peso molecular elevado, non son claramente os ámbitos funcionais e estruturais distintas. Durante a clonación de xenes e para determinar a súa estrutura primaria, foron identificados por científicos evolutivamente porcións conservadas de cadeas. Usando unha boa expresión, os investigadores tamén foron realizadas análise mutacional permítenos falar do significado funcional de dominios individuais. Para este fin, utilizando mutagênese dirixida ao lugar para cambiar as cadeas polipepticas individuais, e estas subunidades de aminoácidos modificado utilizado na montaxe de encimas con análise posterior de propiedades, que foron obtidos nas estruturas de datos. Notouse que, debido á súa organización da primeira polimerase de ARN en presenza da alfa-amatina (unha substancia altamente tóxico, o cal é obtido a partir dun cogumelo pálido) non reaccionan.
funcionamento
Tanto o primeiro como o segundo ARN polimerase poden existir en dúas formas. Un deles pode actuar para iniciar a transcrición específica. O segundo - unha ARN polimerase dependente de ADN. Esta actitude maniféstase na maior operación da actividade. Asunto estudado máis, pero agora sabemos que iso depende de dous factores de transcrición, que son referidos como SL1 e UBF. Especialmente o último - que pode comunicarse directamente co promotor, mentres que a SL1 FSU require presenza. Aínda que foi establecido experimentalmente que dependente de ADN polimerase de ARN poden participar na transcrición nun mínimo e sen a presenza deste último. Pero, para o normal funcionamento deste mecanismo UBF aínda é necesaria. Por que isto? Significativamente ata agora non puido establecer a causa deste comportamento. Unha das explicacións máis popular suxire que UBF defende un tipo de estimulante transcrición rDNA cando crece e se desenvolve. Cando en repouso fase ocorre, a continuación, mantivo o nivel mínimo necesario de funcionamento. Unha parte dos factores de transcrición non é crítica para el. Aquí así funciona ARN polimerase. A función desta encima permite que soporta a reprodución de pequenos "bloques de construción" do corpo, debido a que é constantemente actualizado por décadas.
O segundo grupo de encimas
O seu funcionamento está regulado polo conxunto de Multiproteicos promotores preinitsiatornogo complexos de segunda clase. Na maioría das veces iso se expresa no traballo das proteínas especiais - Activadores. Como un exemplo é a TBP. Ela está asociada factores que forman parte do TFIID. Eles - un branco para p53, NF kappa B, e así por diante. A súa influencia no proceso de regulación e proporcionar proteínas chamadas coactivators. Exemplos son o GCN5. Por que necesitamos desas proteínas? Eles serven como adaptadores que personalizam a interacción de factores activadores e que están no complexo preinitsiatorny. Para corrixir transcrición ocorreu, ten que ter os factores iniciador necesarias. A pesar do feito de que seis deles, interactuar directamente co promotor pode ser o único. Para outros casos require complexo condición formado dunha segunda ARN-polimerasa. Ademais, durante estes procesos son elementos proximais adxacentes - só 50-200 parellas a partir do lugar onde a transcrición é iniciada. Elas conteñen unha indicación da conexión de proteínas activadoras.
especificidades
Será que a estrutura subunidade dos enzimas de orixe diferente no seu papel funcional na transcrición? A resposta exacta a esta pregunta é non, pero cre que é probable positivo. Como é que iso afecta ARN polimerase? encima funciona estrutura simple - unha gama limitada de transcrición de xenes (ou mesmo unha pequena porción). Exemplos son a síntese de ARN iniciadores fragmentos de Okazaki. A especificidade do promotor das polimerases de ARN de bacterias e fagos é que as encimas son posuidores de estrutura simple e son diversas. Isto pode ser visto no proceso de replicación de ADN en bacterias. Aínda podemos considerar o seguinte: estrutura complexa cando estudado xenoma T mesmo fago, durante o desenvolvemento, observouse que a repetición de conmutación entre os diversos grupos de transcrición do xene, verificouse que o complexo utilizado para este aloxamento ARN polimerase. Isto é, unha encima simple en tales casos non é inducida. Isto implica unha serie de consecuencias:
- ARN polimerase de eucariotas e bacterias ten que ser capaz de recoñecer diferentes promotores.
- É necesario que a encima ten unha resposta específica a diferentes proteínas reguladoras.
- ARN polimerase debe tamén ser capaz de cambiar o recoñecemento da especificidade da secuencia de nucleótidos do ADN molde. Para iso, utiliza unha variedade de efetores proteína.
Séguese a necesidade do corpo para elementos adicionais "construción". As proteínas axudan a transcribir o complexo de polimerase de ARN de realizar plenamente as súas funcións. Isto aplicarase, para a maior parte, a estrutura de encimas complexa, na que as posibilidades de aplicación un extenso programa de información xenética. Debido aos varios problemas, pódese observar un tipo de estrutura de xerarquía de polimerase de ARN.
Como funciona o proceso de transcrición?
Existe un xene responsable da conexión coa polimerase de ARN? Para iniciar a transcrición de: o proceso en eucariotas ten lugar no núcleo. En procariontes, que flúe dentro do microorganismo. A relación entre a polimerase é un principio estrutural básica dun apareamento moléculas individuais complementarias. Sobre as cuestións de interacción pode dicir que o ADN é só un modelo e non cambia durante a transcrición. Unha vez que o ADN é unha encima completo, a cousa é certo, que un xene particular é responsable deste polímero pode ser, pero será un tempo moi longo. Non debemos esquecer que o ADN contén 3,1 millóns de residuos de nucleótidos. Polo tanto, máis axeitado dicir que, para cada tipo de ARN atopa o seu ADN. Para o fluxo de reacción da polimerase necesita substratos enerxéticos e ribonukle-ozidtrifosfato. Se estes son formados 3 ', 5'-conexións fosfodiéster entre ribonukleozidmonofosfatami. a síntese de ARN comeza molécula en certas secuencias de ADN (promotores). O proceso remata en sitios de terminación (terminación). A web, que toma parte aquí chámase transcrición. En eucariotas, hai xeralmente só un xene, mentres que os procariotas poden posuír múltiples anacos de código. Cada transcrición ten unha área pouco informativa. Eles atópanse secuencias de nucleótidos específicos que interactúan cos factores reguladores da transcrición mencionados anteriormente.
polimerase de ARN bacteriana
Estes microorganismos dunha encima é responsable da síntese de ARNm, ARNr e tRNA. A molécula media polimerase ten uns cinco subunidades. Dous deles servir como membros de encima de conexión. Outra subunidade parte na iniciación de síntese. Hai tamén un compoñente da encima non específica para a comunicación co ADN. E a última subunidade ten trae a polimerase de ARN dunha forma de traballo. Nótese que as moléculas de enzima non están nun "libre" navegar no citoplasma da bacteria. Cando son utilizadas as polimerases de ARN, a continuación, eles ligan se rexións de ADN non específicos e están á espera ata que o fiscal activa é aberta. Un pouco distraído do asunto, hai que dicir que as bacterias é moi cómodo para estudar proteínas ea súa influencia sobre a polimerase de ácido ribonucleico. Especialmente cómodo para eles para probar na estimulación ou inhibición dos elementos individuais. Debido a súa alta taxa de reprodución pode ser relativamente rápida obter o resultado desexado. Desafortunadamente, o estudo humano non pode ser realizado nun tal ritmo acelerado grazas á nosa diversidade estrutural.
ARN polimerase "trabado" en varias formas?
Que chega a unha conclusión lóxica do artigo. A principal atención foi dada aos eucariontes. Pero aínda hai Archaea e virus. Entón quere pagar un pouco de atención e esas formas de vida. A actividade vital de Archean hai só un grupo de polimerases de ARN. Pero é moi semellante nas súas propiedades coas tres asociacións eucariontes. Moitos científicos foi suxerido que o que vemos desde o Arche realmente un ancestral evolutivo de polimerases especializadas. Tamén é interesante, e a estrutura do virus. Como escrito anteriormente, non todos estes organismos teñen a súa propia polimerase. E onde está, é unha única subunidade. Crese que as encimas virades derivados de polimerases de ADN, no canto de estruturas de ARN complexos. Aínda que, debido á diversidade de este grupo de microorganismos implementación diferente satisfai un determinado mecanismo biolóxico.
conclusión
Desafortunadamente, a humanidade non ten vsoy información necesaria para a comprensión do xenoma. E que só el podería ter feito! Case todas as enfermidades son basicamente só unha base xenética - isto aplícase especialmente aos virus que constantemente nos dá problemas a infeccións e así por diante. As enfermidades máis complexas e incurables - eles tamén son, de feito, directa ou indirectamente dependen do xenoma humano. Cando aprendemos a comprender en si mesmos e vai aplicar ese coñecemento para o beneficio de un gran número de problemas e enfermidades simplemente deixan de existir. Agora, unha cousa do pasado, moitas enfermidades previamente terribles como a varíola, a peste. Preparado para ir caxumba, coqueluche. Pero non relaxarse, porque estamos confrontados con un número aínda maior de diferentes retos que precisa para atopar a resposta. E será atopado, porque vai facelo.