Структура РНА полимеразе, функције, у прокариотима, код еукариота и код археја

Тхе РНА полимераза је ензимски комплекс који је одговоран за посредовање у полимеризацији РНК молекула, почевши од ДНК секвенце која се користи као шаблон. Овај процес је први корак експресије гена и назива се транскрипција. РНК полимераза се везује за ДНК у веома одређеном региону, познатом као промотор.

Овај ензим - и процес транскрипције уопште - је комплекснији код еукариота него у прокариотима. Еукариоти поседују више РНА полимераза које су специјализоване за одређене типове гена, за разлику од прокариота где су сви гени транскрибовани од стране једне класе полимеразе..

Повећање комплексности унутар лозе еукариота у елементима везаним за транскрипцију вероватно је повезано са софистициранијим системом регулације гена, типичним за вишестаничне организме..

У архејама, транскрипција је слична процесу који се јавља код еукариота, иако имају само једну полимеразу.

Полимеразе не делују саме. Да би процес транскрипције почео правилно, неопходно је присуство комплекса протеина који се називају фактори транскрипције.

Индек

• 1 Струцтуре
• 2 Функције
• 3 У прокариотима
• 4 Код еукариота
  • 4.1 Шта је ген?
  • 4.2 РНА полимераза ИИ
  • 4.3 РНА полимераза И и ИИИ
  • 4.4 РНА полимераза у органелима
• 5 У архејама
• 6 Разлике са ДНК полимеразом
• 7 Референце

Структура

Најбоље описане РНК полимеразе су полимеразе бактерија. Ово се састоји од вишеструких полипептидних ланаца. Ензим има неколико подјединица, каталогизираних као α, β, β 'и σ. Показано је да ова последња подјединица не учествује директно у катализи, већ је укључена у специфично везивање за ДНК.

У ствари, ако елиминишемо подјединицу σ, полимераза може и даље да катализује своју реакцију, али то чини у погрешним регионима..

Α подјединица има масу од 40.000 Далтона и постоје две. Од подјединица β и β 'постоји само 1, и имају масу од 155.000 и 160.000 далтона, односно.

Ове три структуре се налазе у језгру ензима, док је подјединица σ удаљенија и назива се сигма фактор. Комплетан ензим - или холоензим - има укупну тежину близу 480.000 Далтона.

Структура РНК полимеразе је широко варијабилна и зависи од групе која се испитује. Међутим, у свим органским бићима је комплексни ензим, који се састоји од неколико јединица.

Функције

Функција РНК полимеразе је полимеризација нуклеотида ланца РНК, конструисана из ДНК шаблона.

Све информације потребне за изградњу и развој организма записане су у његовој ДНК. Међутим, информације се не преносе директно на протеине. Потребан је средњи корак до молекула РНК.

Ова трансформација језика из ДНК у РНК посредована је РНА полимеразом, а феномен се назива транскрипција. Овај процес је сличан репликацији ДНК.

Ин прокариотес

Прокариоти су једноћелијски организми, без дефинисаног језгра. Од свих прокариота, највише проучавани организам је био Есцхерицхиа цоли. Ова бактерија је нормалан становник наше микробиоте и била је идеалан модел за генетичаре.

РНА полимераза је прво изолована у овом организму, и већина транскрипционих студија је изведена у Е. цоли. У једној ћелији ове бактерије можемо наћи до 7000 молекула полимераза.

За разлику од еукариота који имају три типа РНА полимераза, у прокариотима су сви гени обрађени једним типом полимеразе..

Код еукариота

Шта је ген??

Еукариоти су организми који имају нуклеус ограничен мембраном и имају различите органеле. Еукариотске ћелије карактеришу три типа нуклеарне РНА полимеразе, а сваки тип је одговоран за транскрипцију одређених гена.

"Ген" није лако дефинисати. Обично се користимо да називамо "ген" било које ДНК секвенце која се на крају преводи у протеин. Иако је претходна тврдња тачна, постоје и гени чији је коначни производ РНК (а не протеин), или су гени укључени у регулацију експресије.

Постоје три типа полимераза, названих И, ИИ и ИИИ. У наставку ћемо описати његове функције:

РНА полимераза ИИ

Гени који кодирају протеине - и укључују РНК гласника - транскрибују се помоћу РНА полимеразе ИИ. Због своје релевантности у синтези протеина, истраживачи су највише истраживали полимеразу.

Фактори транскрипције

Ови ензими не могу сами усмјерити процес транскрипције, они требају присуство протеина који се називају фактори транскрипције. Можемо разликовати два типа транскрипционих фактора: општи и додатни.

Прва група обухвата протеине који су укључени у транскрипцију сви промоторе полимераза ИИ. Оне чине основну машинерију транскрипције.

У системима ин витро, Одређено је пет општих фактора који су неопходни за иницирање транскрипције помоћу РНА полимеразе ИИ. Ови промотори имају консензус секвенцу названу "ТАТА бок".

Први корак транскрипције укључује везивање фактора званог ТФИИД за ТАТА кутију. Овај протеин је комплекс са више подјединица - међу њима, специфичан за кутију. Такође се састоји од десетак пептида званих ТАФс (са енглеског Фактори повезани са ТБП).

Трећи укључени фактор је ТФИИФ. Након регрутовања полимеразе ИИ, фактори ТФИИЕ и ТФИИХ су неопходни за почетак транскрипције.

РНА полимераза И и ИИИ

Рибосомске РНК су структурни елементи рибосома. Поред рибосомске РНК, рибозоми се састоје од протеина и одговорни су за превођење молекуле РНК у протеин.

Преносне РНК такође учествују у овом процесу превођења, доводећи до аминокиселине која ће бити инкорпорирана у полипептидни ланац у формацији.

Ове РНК (рибосомске и трансферне) се транскрибују са РНА полимеразама И и ИИИ. РНА полимераза И је специфична за транскрипцију већих рибосомалних РНК, познатих као 28С, 28С и 5.8С. С се односи на коефицијент седиментације, односно брзину седиментације током процеса центрифугирања.

РНА полимераза ИИИ је одговорна за транскрипцију гена који кодирају за мање рибосомске РНА (5С).

Поред тога, низ малих РНК (запамтите да постоји више типова РНК, не само најпознатији гласник, рибосомска и преносна РНК) као мала нуклеарна РНК, транскрибује се помоћу РНА полимеразе ИИИ..

Фактори транскрипције

РНА полимераза И, резервисана искључиво за транскрипцију рибозомалних гена, захтева неколико фактора транскрипције за своју активност. Гени који кодирају за рибосомалну РНК имају локализовани промотор око 150 парова база "узводно" од места почетка транскрипције.

Промотор се препознаје по два фактора транскрипције: УБФ и СЛ1. Они се удружују заједно са промотором и регрутују полимеразу И, формирајући иницијацијски комплекс.

Ови фактори су формирани од вишеструких протеинских подјединица. Слично томе, изгледа да је ТБП заједнички фактор транскрипције за три полимеразе код еукариота.

За РНА полимеразу ИИИ, идентификован је транскрипцијски фактор ТФИИИА, ТФИИИБ и ТФИИИЦ. Они су секвенцијално повезани са комплексом транскрипције.

РНА полимераза у органелима

Субцелуларни делови названи органели су једна од карактеристичних карактеристика еукариота. Митохондрије и хлоропласти имају одвојену РНК полимеразу која наликује овом ензиму у бактеријама. Ове полимеразе су активне и транскрибирају ДНК пронађену у овим органелама.

Према теорији ендосимбиотике, еукариоти долазе из догађаја симбиозе, где је једна бактерија прогутала мању. Ова релевантна еволуцијска чињеница објашњава сличност између полимераза митохондрија са полимеразом бактерија.

Ин арцхаеа

Као иу бактеријама, у архејама постоји само један тип полимеразе одговоран за транскрипцију свих гена једноћелијског организма..

Међутим, РНА полимераза у архејама је веома слична структури полимеразе код еукариота. Они представљају ТАТА кутију и факторе транскрипције, посебно ТБП и ТФИИБ.

Генерално, процес транскрипције код еукариота је прилично сличан ономе који се налази у архејама..

Разлике са ДНК полимеразом

Репликација ДНК је оркестрирана ензимским комплексом који се зове ДНК полимераза. Иако се овај ензим обично пореди са РНА полимеразом - и катализира полимеризацију нуклеотидног ланца у правцу 5 'до 3' - постоје разлике у неколико аспеката.

ДНК полимерази треба кратак фрагмент нуклеотида да би могао да започне репликацију молекула, названог прајмер или прајмер. РНА полимераза може започети синтезу де ново, и не треба прво за своју активност.

ДНА полимераза може да се веже за неколико места дуж хромозома, док се полимераза везује само за промоторе гена.

Што се тиче механизама лекторисање ензима, они ДНК полимеразе су много познатији, јер су у стању да коригују погрешне нуклеотиде који су грешком полимеризовани грешком.

Референце

1. Цоопер, Г.М., Хаусман, Р.Е., & Хаусман, Р.Е. (2000). Ћелија: молекуларни приступ (Вол. 2). Васхингтон, ДЦ: АСМ пресс.
2. Лодисх, Х., Берк, А., Дарнелл, Ј.Е., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Сцотт, М.П., ​​... & Матсудаира, П. (2008). Молекуларна ћелијска биологија. Мацмиллан.
3. Албертс Б, Јохнсон А, Левис Ј, ет ал. (2002). Молекуларна биологија ћелије. 4тх едитион. Нев Иорк: Гарланд Сциенце
4. Пиерце, Б.А. (2009). Генетика: концептуални приступ. Ед Панамерицана Медицал.
5. Левин, Б. (1975). Експресија гена. УМИ Боокс он Деманд.