Tot el que estudia la biologia molecular, la bioquímica, l'enginyeria genètica, i un nombre d'altres coneixements relacionats, tard o d'hora, fa la pregunta: ¿quina és la funció de l'ARN polimerasa? Aquest és un tema força complex que encara està sense explorar del tot, però, no obstant això, se sap que serà encesa com a part de l'article.
informació general
Cal recordar que no és l'ARN polimerasa de procariotes i eucariotes. El primer es divideix en tres tipus, cada un dels quals és responsable de la transcripció de gens grup separat. Aquests enzims estan numerats per a més simplicitat, com la primera, segona i tercera de l'ARN polimerasa. Els procariotes, l'estructura dels quals no nuclear, quan es transcriu funciona segons el diagrama simplificat. Per tant, per a major claredat, de captar la major quantitat d'informació possible eucariotes seran tractats. ARN polimerases són estructuralment similars. Es creu que no contenen menys de 10 cadenes de polipèptids. Per tant la RNA polimerasa sintetitza gener (transcriu) gens que són traduïdes subsegüentment en les diverses proteïnes. El segon compromesos transcriure gens, que es tradueixen posteriorment en proteïnes. ARN polimerasa 3 mostra diversos enzims de baix pes molecular estables que són moderadament sensibles a amatinu alfa. Però no hem decidit sobre què és exactament l'ARN polimerasa! L'anomenada enzims que participen en la síntesi de molècules d'àcid ribonucleic. En el sentit estricte entès per aquest ARN polimerasa depenent d'ADN, que operen sobre la base de la matriu d'àcid desoxiribonucleic. Els enzims són essencials per a una llarga i reeixida funcionament dels organismes vius. L'ARN polimerasa es pot trobar en totes les cèl·lules i molts virus.
La divisió de les característiques específiques
Depenent de la composició de la subunitat d'ARN polimerases estan dividits en dos grups:
- La primera tracta de la transcripció d'un petit nombre de gens en els genomes de senzill. Per a l'operació, en aquest cas no requereix d'impacte regulatori complex. Per tant, aquí es refereix a tots els enzims que consisteixen en només una subunitat. Com un exemple pot induir l'ARN polimerasa i mitocòndries bacteriòfag.
- Aquest grup inclou tots ARN polimerasa i bacteris eucariota, que són difícils disposats. Ells són intricats complexos de proteïnes mnogosubedinichnye que poden transcriure milers de gens diferents. Durant el funcionament, aquests gens responen a un gran nombre de senyals reguladores que es reben de factors de proteïnes i nucleòtids.
Tal divisió estructural i funcional és bastant condicional i una simplificació de la realitat.
El que fa l'ARN polimerasa I?
Ells es van fixar en funció de l'educació dels transcrits primaris de rRNA gens, és a dir, que són els més importants. Aquests últims són més coneguts sota la designació de 45S-RNA. La seva longitud és d'uns 13 000 nucleòtids. A partir d'ella es formen 28S-RNA, 18S-5.8S ARN-ARN. A causa del fet que només es creen 01:00 transkriptor, el cos rep una "garantia" que les molècules es formen en quantitats iguals. Al mateix temps la creació d'ARN va directament només 7000 nucleòtids. La resta de la transcripció es degrada en el nucli. En un residu tan gran que es creu que és necessari per a les primeres etapes de la formació de ribosomes. El nombre d'aquestes polimerases en les cèl·lules d'éssers superiors que treuen el cap al voltant de la marca de 40 mil unitats.
Com s'organitza?
Per tant, tenim la primera polimerasa d'ARN (molècules procariotes-estructura) es considera bo. En aquest cas, la subunitat gran, com, de fet, i un gran nombre d'altres polipèptids d'alt pes molecular, no són clarament dominis funcionals i estructurals distingibles. Durant la clonació de gens i per determinar la seva estructura primària han estat identificats pels científics evolutivament porcions conservades de cadenes. Usant una bona expressió, els investigadors també es van dur a terme anàlisi de mutacions que ens permet parlar de la importància funcional de dominis individuals. Per a aquest propòsit, usant mutagènesi dirigida al lloc per canviar les cadenes de polipèptids individuals, i tals subunitats d'aminoàcids modificada utilitzada en el muntatge dels enzims amb la posterior anàlisi de les propietats, que es van obtenir en les estructures de dades. Es va observar que a causa de la seva organització de la primera ARN polimerasa en presència d'alfa-amatina (una substància altament tòxica, que s'obté d'un bolet pàl·lid) no reacciona.
funcionament
Tant el primer i el segon ARN polimerasa pot existir en dues formes. Un d'ells pot actuar per iniciar la transcripció específica. El segon - un ADN-polimerasa depenent d'ARN. Aquesta actitud es manifesta en la major operació de l'activitat. Tema estudiat més, però ara sabem que depèn de dos factors de transcripció, que es coneixen com SL1 i UBF. Especialment aquest últim - que pugui comunicar-se directament amb el promotor, mentre que el SL1 UBF requereix presència. Encara que s'ha establert experimentalment que l'ADN-polimerasa depenent d'ARN pot participar en la transcripció en un mínim i sense la presència d'aquest últim. Però per al normal funcionament d'aquest mecanisme segueix sent necessària UBF. Per què? És significatiu que fins al moment no han establert la causa d'aquest comportament. Una de les explicacions més popular suggereix que UBF advoca per un tipus d'estimulant de la transcripció d'ADNr quan creixi i es desenvolupi. Quan es produeix fase de repòs, llavors mantingut el nivell mínim requerit de funcionament. Una part dels factors de transcripció no és crítica per a ell. Aquí, així funciona l'ARN polimerasa. La funció d'aquest enzim permet donar suport a la reproducció de petits "blocs de construcció" del cos, a causa de la qual cosa s'actualitza constantment durant dècades.
El segon grup d'enzims
El seu funcionament es regula pel conjunt de promotors preinitsiatornogo complexos multiproteics de la segona classe. Molt sovint això s'expressa en el treball de les proteïnes especials - activadors. Com un exemple és el TBP. S'associa factors que són part de TFIID. Ells - un objectiu per p53, NF kappa B, i així successivament. La seva influència en el procés de regulació i proporcionen proteïnes anomenades coactivadors. Exemples d'això són la Gcn5. Per què necessitem aquestes proteïnes? Ells serveixen com adaptadors que personalitzen la interacció d'activadors i els factors que estan en complex preinitsiatorny. Per corregir ocórrer la transcripció, ha de tenir els factors iniciadors necessaris. Tot i que sis d'ells, interactuar directament amb el promotor pot ser l'únic. Per a altres casos requereix complex preformat d'un segon ARN polimerasa. A més, durant aquests processos són elements proximals adjacents - només 50-200 parells des del lloc on s'inicia la transcripció. Contenen una indicació de la unió de proteïnes activadores.
característiques específiques
Té l'estructura de subunitats dels enzims d'origen diferent en el seu paper funcional en la transcripció? La resposta exacta a aquesta pregunta és no, però creu que el més probable és positiu. Com s'afecta l'ARN polimerasa? funcions de l'enzim estructura simple - una gamma limitada de la transcripció de gens (o fins i tot una petita part). Exemples són la síntesi de RNA encebadors dels fragments d'Okazaki. El promotor de l'especificitat de les polimerases d'ARN de bacteris i fags és que els enzims són titulars d'estructura simple i són diversos. Això es pot veure en el procés de replicació de l'ADN en els bacteris. Tot i que podem considerar això: estructura complexa quan es va estudiar genoma T fins i tot fag, durant el desenvolupament, es va observar que repeteix la commutació entre diversos grups de transcripció gènica, es va trobar que el complex usat d'aquest allotjament ARN polimerasa. És a dir, un enzim simple en aquests casos no és induïda. Això implica una sèrie de conseqüències:
- L'ARN polimerasa dels eucariotes i bacteris ha de ser capaç de reconèixer diferents promotors.
- Cal que l'enzim té una resposta específica a diferents proteïnes-reguladors.
- ARN polimerasa també ha de ser capaç de canviar el reconeixement de l'especificitat de la seqüència de nucleòtids d'ADN plantilla. Per a això, utilitzi una varietat de efectors de la proteïna.
D'això es desprèn la necessitat del cos per als elements de construcció "" addicionals. Les proteïnes ajuden a transcriure el complex de la ARN polimerasa per complir a bastament amb les seves funcions. Això s'aplica, per a la majoria, la complexa estructura enzims, en el qual les possibilitats d'implementar un ampli programa d'informació genètica. A causa de diversos problemes, podem observar un tipus d'estructura de la jerarquia de l'ARN polimerasa.
Com funciona el procés de transcripció?
Existeix un gen responsable de l'enllaç amb l'ARN polimerasa? Per iniciar la transcripció: el procés en eucariotes té lloc en el nucli. En procariotes, flueix a l'interior del microorganisme. La relació entre la polimerasa és un principi estructural bàsica d'un complementaris molècules d'acoblament individuals. Sobre els temes d'interacció es pot dir que l'ADN no és més que una plantilla i no canvia durant la transcripció. Atès que l'ADN és un enzim integral, la cosa és certa, que un gen particular és responsable d'aquest polímer pot ser, però serà un temps molt llarg. No hem d'oblidar que l'ADN conté 3100000000 de residus de nucleòtids. Per tant, més apropiat dir que per a cada tipus d'ARN es troba amb el seu ADN. Per al flux de la reacció de la polimerasa necessita substrats energètics i ribonukle-ozidtrifosfato. Si qualsevol estan formades 3 'bons, 5' fosfodiéster entre ribonukleozidmonofosfatami. la síntesi d'ARN de la molècula comença en certes seqüències d'ADN (promotors). El procés acaba en llocs de terminació (terminació). El lloc, que està implicat aquí es diu transcripció. En eucariotes, en general hi ha només un gen, mentre que els procariotes també poden posseir múltiples peces de codi. Cada transcripció té una àrea de poc informatiu. Es troben seqüències de nucleòtids específics que interactuen amb factors reguladors de la transcripció esmentats anteriorment.
L'ARN polimerasa bacteriana
Aquests microorganismes un enzim és responsable de la síntesi d'ARNm, ARNr i ARNt. La molècula de mitjana de la polimerasa té una aproximadament 5 subunitats. Dos d'aquests serveixen enzim com a membres d'unió. Una altra subunitat involucrat en la iniciació de la síntesi. També hi ha un component de l'enzim no específica per a la comunicació amb l'ADN. I l'últim subunitat ha estat portant l'ARN polimerasa en una forma de treball. S'observa que les molècules de l'enzim no estan en una "lliure" navegar en el citoplasma dels bacteris. Quan s'utilitzen polimerases d'ARN, a continuació, s'uneixen regions no específiques d'ADN i estan a l'espera fins que s'obri el promotor actiu. Una mica distret del tema, cal dir que els bacteris és molt convenient per estudiar les proteïnes i la seva influència sobre la polimerasa d'àcid ribonucleic. Especialment convenient per a ells per experimentar en l'estimulació o la inhibició dels elements individuals. A causa de la seva alta taxa de reproducció pot ser relativament ràpid obtenir el resultat desitjat. Per desgràcia, l'estudi humà no es pot dur a terme a un ritme ràpid tals gràcies a la nostra diversitat estructural.
ARN polimerasa "atrapat" en diverses formes?
Això resulta en una conclusió lògica de l'article. Es va prestar l'atenció principal als eucariotes. Però encara hi ha arqueobacteris i els virus. Pel que desitja pagar una mica d'atenció i d'aquestes formes de vida. L'activitat vital d'Archean només hi ha un grup d'ARN polimerases. Però és molt similar en les seves propietats amb les tres associacions eucariotes. Molts científics ha suggerit que el que podem veure l'Arc en realitat un ancestre evolutiu de polimerases especialitzades. També és interessant, i l'estructura dels virus. Segons l'escrit anteriorment, no tots aquests organismes tenen la seva pròpia polimerasa. I on és, es tracta d'una sola subunitat. Es creu que els enzims virals derivats de les ADN polimerases, en lloc d'estructures d'ARN complexes. Encara causa de la diversitat d'aquest grup de microorganismes diferent implementació compleix un mecanisme biològic donat.
conclusió
Per desgràcia, la humanitat encara no té vsoy informació necessària per a la comprensió del genoma. I que només ell podria haver fet! Gairebé totes les malalties són bàsicament una base genètica - això s'aplica especialment als virus que constantment ens dóna problemes a les infeccions i així successivament. Les malalties més complexes i incurables - també són, de fet, directament o indirectament, dependrà del genoma humà. Quan aprenem a comprendre en si mateixos i anem a aplicar aquest coneixement per al benefici d'un gran nombre de problemes i malalties, simplement deixarà d'existir. Ara, una cosa del passat, moltes malalties prèviament terribles com la verola, la pesta. Preparant-se per anar galteres, tos ferina. Però no es relaxi, perquè ens enfrontem a un nombre encara més gran dels diferents reptes als quals vostè necessita per trobar la resposta. I es trobarà, perquè va a fer-ho.