O que é ARN-polimerase? O que é a função da polimerase do ARN?

Todo aquele que estuda a biologia molecular, bioquímica, engenharia genética, e uma série de outros conhecimentos relacionados, mais cedo ou mais tarde, faz a pergunta: qual é a função da polimerase do RNA? Este é um tema bastante complexo que ainda está inexplorado, mas, no entanto, sabe-se que ele será iluminado como parte do artigo.

informações gerais

É necessário lembrar que não é a ARN-polimerase de eucariotas e procariotas. O primeiro é dividida em três tipos, cada um dos quais é responsável pela transcrição de genes grupo separado. Estas enzimas são numerados para simplicidade, como o primeiro, segundo e terceiro polimerase de ARN. Procariotas, a estrutura dos quais não nuclear, quando transcrita opera de acordo com o diagrama simplificado. Portanto, para maior clareza, para capturar o máximo de informação possível eucariontes serão tratados. polimerases de ARN são estruturalmente semelhantes. Acredita-se que elas não contêm menos do que 10 cadeias polipeptídicas. Assim ARN polimerase sintetiza 1 () transcreve genes que são, subsequentemente, traduzidos nas várias proteínas. O segundo genes envolvidos transcrição, que são, subsequentemente, traduzidos em proteínas. ARN polimerase 3 mostra várias enzimas de peso molecular baixo estáveis que são moderadamente sensível a alfa amatinu. Mas ainda não decidimos sobre o que exatamente é a RNA polimerase! Assim chamadas enzimas que estão envolvidos na síntese de moléculas de ácido ribonucleico. No sentido restrito compreendido por esta polimerase de ARN dependente de ADN, que operam com base na matriz de ácido desoxirribonucleico. As enzimas são essenciais para uma longa e bem sucedida funcionamento dos organismos vivos. ARN polimerase pode ser encontrado em todas as células e muitos vírus.

A divisão das especificidades

Dependendo da composição de subunidades de polimerases de ARN são divididos em dois grupos:

1. O primeiro trata de transcrever um pequeno número de genes no genoma de simples. Para a operação, neste caso, não necessita de impacto regulatório complexo. Portanto, aqui refere-se a todas as enzimas que consistem em apenas uma subunidade. Como um exemplo pode induzir a RNA polimerase de bacteriago e mitocôndrias.
2. Este grupo inclui todos RNA polimerase eucariótica e bactérias, que são difíceis arranjado. Elas são complexos de proteínas mnogosubedinichnye intrincados que pode transcrever milhares de genes diferentes. Durante o funcionamento, estes genes de responder a um grande número de sinais reguladores que são recebidos a partir de factores de proteínas e nucleótidos.

Tal divisão estrutural e funcional é bastante condicional e uma simplificação da situação real.

O que faz o RNA polimerase I?

Eles foram fixados função da educação de transcrições primárias de genes rRNA, ou seja, eles são os mais importantes. Estes últimos são mais conhecido sob a designação de 45S-ARN. O seu comprimento é de cerca de 13 000 nucleótidos. A partir dela são formados 28S-ARN, 18S-5.8S ARN-ARN. Devido ao fato de que eles são criados apenas uma transkriptor, o corpo recebe uma "garantia" que as moléculas será formado em quantidades iguais. Ao mesmo tempo, a criação de ARN vai directamente apenas a 7000 nucleótidos. O resto da transcrição é degradada no núcleo. Em um grande resíduo tal acredita-se que é necessário para as fases iniciais da formação de ribossomas. O número dessas polimerases em células de seres superiores que paira em torno da marca de 40 mil unidades.

Como está organizada?

Assim, temos que o primeiro RNA polimerase (moléculas procariotas-estrutura) é considerado bom. Neste caso, a subunidade grande, como, aliás, e um grande número de outros polipéptidos de peso molecular elevado, não são claramente os domínios funcionais e estruturais distintas. Durante a clonagem de genes e para determinar a sua estrutura primária, foram identificados por cientistas evolutivamente porções conservadas de cadeias. Usando uma boa expressão, os pesquisadores também foram realizadas análise mutacional que nos permite falar sobre o significado funcional de domínios individuais. Para esta finalidade, utilizando mutagénese dirigida ao local para alterar as cadeias polipepticas individuais, e estas subunidades de aminoácidos modificado utilizado na montagem de enzimas com análise subsequente de propriedades, que foram obtidos nas estruturas de dados. Notou-se que, devido à sua organização da primeira polimerase de ARN na presença da alfa-amatina (uma substância altamente tóxico, o qual é obtido a partir de um cogumelo pálido) não reagem.

funcionamento

Tanto o primeiro como o segundo RNA polimerase podem existir em duas formas. Um deles pode agir para iniciar a transcrição específica. O segundo – uma ARN polimerase dependente de ADN. Esta atitude manifesta-se na maior operação da atividade. Assunto estudado mais, mas agora sabemos que isso depende de dois fatores de transcrição, que são referidos como SL1 e UBF. Especialmente o último – que pode comunicar directamente com o promotor, enquanto que a SL1 FSU requer presença. Embora tenha sido estabelecido experimentalmente que dependente de DNA polimerase de ARN pode participar na transcrição em um mínimo e sem a presença deste último. Mas, para o normal funcionamento deste mecanismo UBF ainda é necessária. Por que isso? Significativamente até agora não conseguiu estabelecer a causa deste comportamento. Uma das explicações mais popular sugere que UBF defende um tipo de estimulante transcrição rDNA quando ela cresce e se desenvolve. Quando em repouso fase ocorre, em seguida, mantido o nível mínimo necessário de funcionamento. Uma parte dos factores de transcrição não é crítica para ele. Aqui assim funciona RNA polimerase. A função desta enzima permite que suporta a reprodução de pequenos "blocos de construção" do corpo, devido a que é constantemente atualizado por décadas.

O segundo grupo de enzimas

O seu funcionamento é regulado pelo conjunto de multiproteicos promotores preinitsiatornogo complexos de segunda classe. Na maioria das vezes isso se expressa no trabalho das proteínas especiais – ativadores. Como um exemplo é a TBP. Ela está associada fatores que fazem parte do TFIID. Eles – um alvo para p53, NF kappa B, e assim por diante. Sua influência no processo de regulação e fornecer proteínas chamadas coactivators. Exemplos são o GCN5. Por que precisamos dessas proteínas? Eles servem como adaptadores que personalizam a interacção de factores activadores e que estão no complexo preinitsiatorny. Para corrigir transcrição ocorreu, você deve ter os fatores iniciador necessárias. Apesar do fato de que seis deles, interagir diretamente com o promotor pode ser o único. Para outros casos requer complexo pré-formado de uma segunda ARN-polimerase. Além disso, durante esses processos são elementos proximais adjacentes – apenas 50-200 pares a partir do local onde a transcrição é iniciada. Elas contêm uma indicação da ligação de proteínas activadoras.

características específicas

Será que a estrutura subunidade das enzimas de origem diferente em seu papel funcional na transcrição? A resposta exata a esta pergunta é não, mas acredita que é provável positivo. Como é que isso afeta RNA polimerase? enzima funciona estrutura simples – uma gama limitada de transcrição de genes (ou mesmo uma pequena porção). Exemplos são a síntese de ARN iniciadores fragmentos de Okazaki. A especificidade do promotor das polimerases de ARN de bactérias e fagos é que as enzimas são detentores de estrutura simples e são diversas. Isto pode ser visto no processo de replicação de ADN em bactérias. Embora podemos considerar o seguinte: estrutura complexa quando estudado genoma T mesmo fago, durante o desenvolvimento, observou-se que a repetição de comutação entre os diversos grupos de transcrição do gene, verificou-se que o complexo utilizado para este alojamento ARN polimerase. Isto é, uma enzima simples em tais casos não é induzida. Isto implica uma série de consequências:

1. ARN polimerase de eucariotas e bactérias tem de ser capaz de reconhecer diferentes promotores.
2. É necessário que a enzima tem uma resposta específica para diferentes proteínas reguladoras.
3. ARN polimerase deve também ser capaz de alterar o reconhecimento da especificidade da sequência de nucleótidos do ADN molde. Para fazer isso, use uma variedade de efetores proteína.

Segue-se a necessidade do corpo para elementos adicionais "construção". As proteínas ajudam a transcrever o complexo de polimerase de ARN de realizar plenamente as suas funções. Isto aplica-se, para a maior parte, a estrutura de enzimas complexa, em que as possibilidades de aplicação um extenso programa de informação genética. Devido aos vários problemas, pode-se observar um tipo de estrutura de hierarquia de polimerase de ARN.

Como funciona o processo de transcrição?

Existe um gene responsável pela ligação com a polimerase de ARN? Para iniciar a transcrição de: o processo em eucariotas tem lugar no núcleo. Em procariontes, que flui dentro do microorganismo. A relação entre a polimerase é um princípio estrutural básica de um acasalamento moléculas individuais complementares. Sobre as questões de interação pode dizer que o DNA é apenas um modelo e não muda durante a transcrição. Uma vez que o ADN é uma enzima integral, a coisa é certo, que um gene particular é responsável por este polímero pode ser, mas será um tempo muito longo. Não devemos esquecer que o DNA contém 3,1 bilhões de resíduos de nucleotídeos. Portanto, mais apropriado dizer que, para cada tipo de RNA encontra seu DNA. Para o fluxo da reacção da polimerase necessita de substratos energéticos e ribonukle-ozidtrifosfato. Se estes forem formados 3', 5'-ligações fosfodiéster entre ribonukleozidmonofosfatami. a síntese de RNA começa molécula em certas sequências de ADN (promotores). O processo termina em sítios de terminação (terminação). O site, que está envolvido aqui é chamado de transcrição. Em eucariotas, há geralmente apenas um gene, enquanto os procariotas também podem possuir múltiplos pedaços de código. Cada transcrição tem uma área pouco informativa. Eles encontram-se sequências de nucleótidos específicos que interagem com os factores reguladores da transcrição mencionados acima.

polimerase de ARN bacteriana

Estes microorganismos uma enzima é responsável pela síntese de ARNm, ARNr e tRNA. A molécula média polimerase tem cerca de cinco subunidades. Dois deles servir como membros de enzima de ligação. Outra subunidade envolvida na iniciação de síntese. Há também um componente da enzima não específica para a comunicação com o ADN. E a última subunidade tem trazido a polimerase de ARN de uma forma de trabalho. Note-se que as moléculas de enzima não estão em um "livre" navegar no citoplasma da bactéria. Quando são utilizadas as polimerases de ARN, em seguida, eles ligam-se regiões de ADN não específicos e estão à espera até que o promotor activa é aberta. Um pouco distraído do assunto, deve-se dizer que as bactérias é muito conveniente para estudar proteínas e a sua influência sobre a polimerase de ácido ribonucleico. Especialmente conveniente para eles para experimentar na estimulação ou inibição dos elementos individuais. Devido a sua alta taxa de reprodução pode ser relativamente rápida obter o resultado desejado. Infelizmente, o estudo humano não pode ser realizado em um tal ritmo acelerado graças à nossa diversidade estrutural.

ARN polimerase "travado" em várias formas?

Que chega a uma conclusão lógica do artigo. A principal atenção foi dada aos eucariontes. Mas ainda há archaea e vírus. Então você quer pagar um pouco de atenção e essas formas de vida. A actividade vital de Archean há apenas um grupo de polimerases de ARN. Mas é muito semelhante em suas propriedades com as três associações eucariontes. Muitos cientistas tem sido sugerido que o que podemos ver a partir do Arche realmente um ancestral evolutivo de polimerases especializadas. Também é interessante, e a estrutura do vírus. Como escrito anteriormente, nem todos estes organismos têm sua própria polimerase. E onde é, é uma única subunidade. Acredita-se que as enzimas virais derivados de polimerases de ADN, em vez de estruturas de ARN complexos. Embora, devido à diversidade de este grupo de microrganismos implementação diferente satisfaz um determinado mecanismo biológico.

conclusão

Infelizmente, a humanidade ainda não tem vsoy informações necessárias para a compreensão do genoma. E que só ele poderia ter feito! Quase todas as doenças são basicamente apenas uma base genética – isto se aplica especialmente aos vírus que constantemente nos dá problemas a infecções e assim por diante. As doenças mais complexas e incuráveis – eles também são, de fato, direta ou indiretamente dependem do genoma humano. Quando aprendemos a compreender em si mesmos e vai aplicar esse conhecimento para o benefício de um grande número de problemas e doenças simplesmente deixarão de existir. Agora, uma coisa do passado, muitas doenças previamente terríveis como a varíola, a peste. Se preparando para ir caxumba, coqueluche. Mas não relaxar, porque estamos confrontados com um número ainda maior de diferentes desafios que você precisa para encontrar a resposta. E ele será encontrado, porque ele vai fazê-lo.