Indhold
Ribonukleinsyre, eller RNA, spiller flere vitale roller i en celles liv. Det fungerer som en messenger, der videresender den genetiske kode fra deoxyribonukleinsyre eller DNA til cellens proteinsyntesemaskiner. Ribosomalt RNA slutter sig sammen med proteiner til dannelse af ribosomer, cellens proteinfabrikker. Overfør RNA skifter aminosyrer til voksende proteinstrenge, da ribosomer oversætter messenger-RNA. Andre former for RNA hjælper med at kontrollere celleaktivitet. Enzymet RNA-polymerase eller RNAP, der har flere former, er ansvarlig for at forlænge RNA-kæden under transkriptionen af DNA.
RNA Polymerase Structure
I eukaryote celler - det vil sige celler med organiserede kerner - er de forskellige RNAP-typer mærket I til og med V. Hver har en lidt anden struktur, og hver skaber et andet sæt RNA'er. For eksempel er RNAP II ansvarlig for at oprette messenger RNA eller mRNA. Prokaryotiske celler (som ikke har organiserede kerner) har en type RNAP. Enzymet består af flere protein-underenheder, der udfører forskellige funktioner under transkription. Et aktivt sted, der indeholder et magnesiumatom, er placeringen inden i enzymet, hvor RNA forlænges. Det aktive sted tilføjer sukker-phosphatgrupper til den voksende RNA-streng og fastgør nukleotidbaser i henhold til baseparringsreglerne.
Base Parring
DNA er et langt molekyle med en rygrad, der består af skiftende sukker- og fosfatenheder. En af fire nukleotidbaser - enkelt- eller dobbeltringede molekyler, der indeholder nitrogen - hænger af hver sukkerenhed. De fire DNA-baser er mærket A, T, C og G. Sekvensen af basepar langs DNA-molekylet dikterer sekvensen af aminosyrer i proteinerne syntetiseret af cellen. DNA findes normalt som en dobbelt helix, hvor baserne i to strenge binder til hinanden i henhold til baseparingsregler: A- og T-baserne danner et sæt par, mens C og G danner det andet sæt. RNA er et beslægtet, enkeltstrenget molekyle, der observerer de samme baseparringsregler under DNA-transkription, bortset fra substitutionen af U-basen med T i RNA.
Transkription initiering
Proteininitieringsfaktorer skal danne et kompleks med et molekyle RNA-polymerase, før transkription kan begynde. Disse faktorer gør det muligt for enzymet at binde til promotorregioner - fastgørelsespunkter for forskellige transkriptionsenheder - på en DNA-streng. Transkriptionsenheder er sekvenser af en eller flere gener, som er de proteinspecificerende dele af en DNA-streng. RNA-polymerasekomplekset skaber en transkriptionsboble ved at udpakke en del af DNA-dobbelthelixen ved starten af transkriptionsenheden. Enzymkomplekset begynder derefter at samle RNA ved at læse DNA-skabelonstrengen en base ad gangen.
Forlængelse og ophør
RNA-polymerasekomplekset kan muligvis give mange falske starter, før forlængelsen begynder. I en falsk start transkriberer enzymet ca. 10 baser og afbryder derefter processen og genstarter. Forlængelse kan kun begynde, når RNAP frigiver de initierende proteinfaktorer, der forankrer den til DNA-promotorregionen. Når forlængelse er i gang, enzymet enlists forlængelsesfaktorer for at hjælpe med at flytte transkription boblen ned ad DNA-strengen. Det bevægende RNAP-molekyle forlænger den nye RNA-streng ved at tilsætte sukker-fosfatenheder og nukleotidbaser, der komplementerer baserne på DNA-skabelonen. Hvis RNAP opdager en forkert parret base, kan den spalte og syntetisere det forkerte RNA-segment. Transkription slutter, når enzymet læser en stop-sekvens på DNA-skabelonen. Ved afslutning frigiver RNAP-enzymet RNA-transkriptet, proteinfaktorerne og DNA-skabelonen.