Informacija

10: Transkripcija: RNR polimerazės – Biologija

10: Transkripcija: RNR polimerazės – Biologija



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Prisiminkite centrinę molekulinės biologijos dogmą: DNR yra transkribuojama į RNR, kuri paverčiama baltymu. Medžiagą pateiksime tokia tvarka, nes informacija sklinda tokia kryptimi.

Įvadas

Išsiskyręs pirofosfatas ląstelėje suskaidomas iki 2 Pi – energetiškai palanki reakcija, kuri nukreipia reakciją sintezės kryptimi. Esant PPi pertekliui, gali įvykti atvirkštinė pirofosforolizės reakcija. Sintezė visada vyksta 5'-3' kryptimi (augančios RNR grandinės atžvilgiu). Šablonas skaitomas nuo 3 iki 5 colių kryptimi.

B. E. coli RNR polimerazės struktūra

1. Ši viena RNR polimerazė sintezuoja visas RNR klases

mRNR, rRNR, tRNR

2. Jį sudaro keturi subvienetai.

a. Šerdis ir holofermentas

a2bb's a2bb' + s

Holofermentas = a2bb's = šerdis + s = gali pradėtitranskripciją tiksliai kaip tinkamą vietą, kaip nustatė reklamuotojas

Šerdis = a2bb' = gali pailginti auga RNR grandinė

A propaguotojas galima apibrėžti dviem būdais.

  1. DNR seka, reikalinga tiksliam, specifiniam transkripcijos inicijavimui
  2. DNR seka, prie kurios prisijungia RNR polimerazė, kad tiksliai inicijuotų transkripciją.

b. Subvienetai

SubvienetasDydisGeneFunkcija
b'160 kDarpoCb'+b sudaro katalizinį centrą.
b155 kDarpoBb'+b sudaro katalizinį centrą.
a40 kDarpoAfermentų surinkimas; taip pat suriša UP seką promotoriuje
s70 kDa (bendrai)rpoDsuteikia specifiškumo promotoriui; jungiasi prie -10 ir -35 vietų promotoriuje

C. E. coli RNR polimerazės mechanizmas

Veikimo būdas sfaktoriai

S faktoriaus buvimas lemia, kad RNR polimerazės holofermentas yra selektyvus renkantis iniciacijos vietą. Tai visų pirma pasiekiama dėl poveikio RNR polimerazės disociacijos nuo DNR greičiui.

  • a. Šerdis turi stiprų afinitetą bendroms DNR sekoms. t1/2 šerdies-DNR komplekso disociacija yra apie 60 min. Tai naudinga pailgėjimo fazėje, bet ne inicijavimo metu.
  • b. Holofermentas turi sumažintą afinitetą bendrajai DNR; jis sumažėjo apie 104 sulankstyti. t1/2 holofermento disociacijai nuo bendros DNR sutrumpėja iki maždaug 1 sek.
  • c. Holofermentas turi labai padidėjusį afinitetą promotorių sekoms1/2 holofermento disociacijai nuo promotoriaus sekų yra valandų eilės.

Įvykiai pradedant transkripciją

  • a. RNR polimerazės holofermentas jungiasi su promotoriumi ir sudaro a uždaras kompleksas; Šiame etape DNR neišsisuka.
  • b. Polimerazės promotorių kompleksas pereina per uždarą į atvirą, o tai yra maždaug 12 bp lydymas arba išsivyniojimas.
  • c. Inicijuojantys nukleotidai gali prisijungti prie fermento, kaip nurodo jų papildantys nukleotidai DNR šablono grandinėje, o fermentas katalizuoja fosfodiesterio jungties susidarymą tarp jų. Šis polimerazės-DNR-RNR kompleksas vadinamas trijų dalių kompleksu.
  • d. Per abortinė iniciacija, polimerazė katalizuoja trumpų maždaug 6 nukleotidų ilgio transkriptų sintezę ir tada juos atpalaiduoja.
  • e. Ši fazė baigiasi, kai atsirandanti ~6 nukleotidų RNR prisijungia prie antrosios fermento RNR surišimo vietos; ši antroji vieta skiriasi nuo katalizinio centro. Šis surišimas yra susijęs su katalizinio centro „atstatymu“, kad fermentas dabar katalizuoja 7–12 ilgio oligonukleotidų sintezę.
  • f. Dabar fermentas perkeliamas į naują šablono vietą. Šio proceso metu sigma palieka kompleksą. Konformacinis fermento pokytis, susijęs su sigmos išėjimu iš komplekso, leidžia „nykščiui“ apsivynioti aplink DNR šabloną, užfiksuojant procesiškumą. Taigi pagrindinis fermentas katalizuoja RNR sintezę pailgėjimo metu, kuris tęsiasi tol, kol atsiranda „signalų“, rodančių nutraukimą.

3.1.8 pav. Įvykiai pradžioje


3. Transkripcijos ciklas

4. Vietos ant RNR polimerazės šerdies

a. Fermentas apima apie 60 bp DNR, išvyniotas apie 17 bp transkripcijos burbulas.

d Įeinantis nukleotidas (NTP), kuris bus pridėtas prie augančios RNR grandinės, jungiasi greta augančios RNR grandinės 3' galo, kaip nurodo šablonas, aktyvioje polimerizacijos vietoje.

e. Įeinantis nukleotidas yra susietas su augančia RNR grandine nukleofiliniu būdu 3' OH atakuojant NTP a fosforilą, išlaisvinant pirofosfatą.

f. Reakcija progresuoja (fermentas juda) maždaug 50 nt per sekundę. Tai daug lėtesnis nei replikacijos greitis (apie 1000 nt per sekundę).

g. Jei šablonas yra topologiškai suvaržytas, DNR prieš RNR polimerazę susivynioja (teigiami superspirazės posūkiai), o už RNR polimerazės esanti DNR tampa apvyniota (neigiami superspiraliniai posūkiai).

DNR šablono išvyniojimas RNR polimeraze sumažina T 1 kas 10 bp. Taigi DT = -1, o kadangi DL = 0, tada DW = +1 kiekvienam 10 bp išvynioti. Šis W padidėjimo poveikis bus daromas DNR prieš polimerazę.

Žinoma, DNR šablono atsukimo RNR polimeraze poveikis yra priešingas. T padidės 1 kas 10 bp. Taigi DT = +1, o kadangi DL = 0, tada DW = -1 kiekvienam 10 bp. Šis W sumažėjimo poveikis bus daromas DNR, esančioje už polimerazės, nes čia vyksta atsukimas.

5. Inhibitoriai: naudingi reagentai ir veikimo užuominos

a. Rifamicinai, pvz. rifampicinas: suriša b subvienetą, kad blokuotų iniciaciją. Vaistas neleidžia pridėti 3 ar 4 nukleotidų, todėl pradžios procesas negali būti užbaigtas.

Kaip žinome, kad rifampicino veikimo vieta yra b subvienetas? Mutacijos, suteikiančios atsparumą rifampicinui, susietos su rpoBgenas.

b. Streptolidiginai: jungiasi prie b subvieneto, kad slopintų grandinės pailgėjimą.

Šis rifamicinų ir streptolidiginų poveikis ir tai, kad jie veikia b subvienetą, teigia, kad b subvienetas reikalingas nukleotidams pridėti prie augančios grandinės.

c. Heparinas, polianijonas, jungiasi prie b' subvieneto, kad apsaugotų nuo prisijungimo prie DNR in vitro

D. Eukariotų RNR polimerazės

1. Eukariotų branduoliuose yra 3 skirtingos RNR polimerazės.

  1. a. Kiekviena branduolinė RNR polimerazė yra didelis baltymas, turintis apie 8–14 subvienetų. MW kiekvienam yra maždaug 500 000.
  2. b. Kiekviena polimerazė atlieka skirtingą funkciją:

RNR polimerazė

lokalizacija

sintetina

poveikis a-amanitinas

RNR polimerazė I

branduolys

pre-rRNR

nė vienas

RNR polimerazė II

nukleoplazma

pre-mRNR

kai kurios snRNR

slopina maža koncentracija (0,03 mg/ml)

RNR polimerazė III

nukleoplazma

pre-tRNR, kitos mažos RNR

kai kurios snRNR

slopina didelės koncentracijos (100 mg/ml)

2. Subvienetų struktūros

a. Išskirti mielių RNR polimerazių subvienetų genai ir užkoduoti baltymai, nustatytos sekos, atlikta tam tikra funkcinė analizė.

b. Kai kurie subvienetai yra homologiški bakterijų RNR polimerazėms: du didžiausi subvienetai yra b ir b' homologai. Maždaug 40 kDa subvienetas yra a homologas.

c. Kai kurie subvienetai yra bendri visoms trims RNR polimerazėms.

d. Mielių RNR polimerazės II pavyzdys:

Apytikslis dydis (kDa)

subvienetų vienai polimerazei

vaidmuo / komentaras

220

1

susiję su b'

katalizinis?

130

1

susijusi su b

katalizinis?

40

2

susijusi su a

surinkimas?

35

< 1

30

2

bendras visoms 3

27

1

bendras visoms 3

24

< 1

20

1

bendras visoms 3

14

2

10

1

e. Didžiausias subvienetas turi a karboksigalo domenas (CTD)su neįprasta struktūra: Tandeminiai pakartojimai sekos Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Thr. Mielių fermentas turi 26 tandeminius pasikartojimus, o žinduolių fermentas - apie 50. Jie gali būti fosforilinti ant Ser ir Thr, kad būtų gautas labai įkrautas CTD.

  • RNR Pol IIa nėra fosforilinta CTD.
  • RNR Pol IIo yra fosforilinama CTD.

4. RNR polimerazės chloroplastuose (plastiduose) ir mitochondrijose

  • a. Plastidėse randama RNR polimerazė yra užkoduota plastidų chromosomoje. Kai kuriose rūšyse mitochondrijų RNR polimerazę koduoja mitochondrijų DNR.
  • b. Šios organinės RNR polimerazės yra daug labiau susijusios su bakterijų RNR polimerazėmis nei su branduolinėmis RNR polimerazėmis. Tai yra rimtas argumentas, kad šių organelių kilmė yra bakterinė, o tai patvirtina endo-simbiotinio šių organelių įsigijimo eukariotuose modelį.
  • c. Šios RNR polimerazės katalizuoja specifinę organelių genų transkripciją.

E. Bendrieji eukariotinės RNR polimerazės II transkripcijos faktoriai

Nežinoma, ar TFIID yra tas pats TAF rinkinys visiems RNR polimerazės II transkribuotiems promotoriams, ar kai kurie naudojami tik tam tikrų tipų promotoriams. TFIID yra vienintelis iki šiol apibūdintas sekai būdingas bendrasis transkripcijos faktorius ir jis jungiasi mažame DNR griovelyje. Jis taip pat naudojamas promotoriuose be TATA, todėl sekos specifinio surišimo vaidmuo vis dar tiriamas.

3. RNR polimerazės II bendrųjų transkripcijos faktorių santrauka.

RNR polimerazės II (žmogaus ląstelės) veiksniai

veiksnys

Nr. iš

subvienetai

Molekulinė

masė (kDa)

Funkcijos

Funkcijos į

Įdarbinti:

TFIID: TBP

1

38

Atpažinti pagrindinį reklamuotoją (TATA)

TFIIB

TFIID: TAF

12

15-250

Atpažinti pagrindinį promotorių (ne TATA); Teigiamas ir neigiamas reguliavimas

RNR Pol II?

TFIIA

2

12, 19, 35

Stabilizuoti TBP-DNR surišimą; Antirepresija

TFIIB

1

35

Pasirinkite RNA Pol II pradžios vietą

RNR PolII-TFIIF

RNR Pol II

12

10-220

Katalizuoja RNR sintezę

TFIIE

TFIIF

2

30, 74

Nukreipkite RNR PolII į promotorių; destabilizuoja nespecifinę PolII ir DNR sąveiką

TFIIE

2

34, 57

Moduliuoti TFIIH helikazės, ATPazės ir kinazės veiklą; Tiesiogiai sustiprinti promotorių tirpimą?

TFIIH

TFIIH

9

35-89

Helikazės lydymosi promotorius; CTD kinazė; promotoriaus leidimas?

Roederis, R.G. (1996) TIBS 21: 327-335.

4. TFIIH yra kelių subvienetų transkripcijos faktorius, taip pat susijęs su DNR taisymu.

Žmogiškojo faktoriaus subvienetai

Gene

Molec. masė

baltymų (kDa)

Funkcija/ Struktūra

Siūlomas vaidmuo

XPB

89

helicase, takeliai nuo 3' iki 5'

Išvyniokite dvipusį transkripciją / taisymą

XPD

80

helicase, takeliai nuo 5' iki 3'

Išvyniokite dvipusį, remontuokite

P62

62

nežinomas

P52

52

nežinomas

P44

44

Zn-pirštas

Suriša DNR

P34

34

Zn-pirštas

MAT1

32

CDK surinkimo koeficientas

Ciklinas H

38

Ciklino partneris CDK7/MO15

CDK7 / MO15

32

Baltymų kinazė

Kinazė skirta CTD

3.1.6 lentelė. RNR polimerazės II holofermentas ir tarpininkas

Šie tyrimai rodo, kad RNR polimerazė II gali egzistuoti keliose skirtingose ​​būsenose arba kompleksuose. Vienas yra labai dideliame holokomplekse, kuriame yra tarpininkas. Šioje būsenoje jis tiksliai inicijuos transkripciją, kai nurodo TFIID, ir reaguos į aktyvatorius (3.1.6 lentelė). Atrodo, kad tarpininko subkompleksas gali atsiskirti ir vėl susieti su RNR polimeraze II ir GTF. Iš tiesų, šis susiejimas galėtų būti žingsnis, kuris buvo ištirtas nustatant tarpininką. Be tarpininko RNR polimerazė II ir GTF gali inicijuoti transkripciją tinkamoje vietoje (kaip nurodė TFIID), tačiau jie nereaguoja į aktyvatorius. Jei nėra GTF, RNR polimerazė II gali perrašyti DNR šablonus, tačiau ji nepradės transkripcijos tinkamoje vietoje. Taigi jis yra kompetentingas pailginti, bet ne inicijuoti.

3.1.7 lentelė. RNR polimerazės II funkcijų išplėtimas

3.1.17 pav

Jei holofermentas yra pagrindinis fermentas, dalyvaujantis inicijuojant transkripciją eukariotinėse ląstelėse, tada stebimas progresuojantis surinkimo kelias. in vitro(žr. d skyrių aukščiau) gali būti mažai svarbūs in vivo. Galbūt holofermentas prisijungs prie promotorių, tiesiog pažymėtų TBP (arba TFIID) prijungimu prie TATA dėžutės, priešingai nei progresyvus surinkimo modelis, turintis platesnį, tvarkingą surinkimo mechanizmą. Abiejuose modeliuose TBP arba TFIID surišimas yra pradinis išankstinio inicijavimo komplekso surinkimo žingsnis. Tačiau šiuo metu negalima atmesti galimybės, kad holofermentas yra naudojamas kai kuriuose promotoriuose, o laipsniškas surinkimas vyksta pas kitus.

7. Aktyvatorių baltymų taikiniai

Transkripcijos aktyvatorių baltymų taikiniai gali būti tam tikra iniciacijos komplekso sudedamoji dalis. Viena tyrimo kryptis nurodo TAF TFIID ir TFIIB kaip aktyvatorių taikinius. Taigi aktyvatoriai gali palengvinti užsakytą inicijavimo komplekso surinkimą, įdarbindami GTF. Tačiau holofermente yra „tarpininkas“ arba SRB kompleksas, galintis tarpininkauti reaguojant į aktyvatorius. Taigi aktyvatoriai gali panaudoti holofermentą promotoriui. Reikia atlikti tolesnius tyrimus, siekiant nustatyti, ar vienas ar kitas yra teisingas, ar tai yra atskiri aktyvinimo keliai.

F. Bendrieji eukariotinės RNR polimerazių I ir III transkripcijos faktoriai

1. Bendrieji RNR polimerazės I transkripcijos faktoriai

a. Pagrindinis promotorius apima transkripcijos pradžios vietą ir prieš srovę esantį valdymo elementą, esantį apie 70 bp toliau 5'.

b. Faktorius UBF1 jungiasi prie G+C turtingos sekos tiek prieš srovę esančiame valdymo elemente, tiek pagrindiniame promotoriuje.

c. Kelių subvienetų kompleksas, vadinamas SL1, jungiasi su UBF1-DNR kompleksu, vėlgi tiek priešais, tiek pagrindiniame elemente.

d. Vienas iš SL1 subvientų yra TBP – TATA surišantis baltymas iš TFIID!

e. Tada RNR polimerazė I prisijungia prie šio DNR+UBF1+SL1 komplekso, kad inicijuotų transkripciją ties tinkamu nukleotidu ir pailgintų, kad susidarytų pre-rRNR.

2. Bendrieji RNR Pol III transkripcijos faktoriai

  • a. Vidinės kontrolės sekos būdingos genams, kuriuos transkribuoja RNR Pol III (žr. toliau).
  • b. TFIIIA: jungiasi prie vidinės kontrolės srities genų, kurie koduoja 5S RNR (1 tipo vidinį promotorių)
  • c. TFIIIC: jungiasi su 5S RNR (kartu su TFIIIA) ir tRNR (2 tipo vidiniais promotoriais) genų vidaus kontrolės regionais.
  • d. TFIIIB: TFIIIC prisijungimas nukreipia TFIIIB prisijungti prie sekų (nuo -40 iki +11), kurios sutampa su transkripcijos pradžios vieta. Vienas TFIIIB subvienetas yra TBP, nors transkripcijai nereikia TATA dėžutės. TFIIIA ir TFIIIC dabar gali būti pašalinti nepažeidžiant RNR polimerazės III gebėjimo inicijuoti transkripciją. Taigi TFIIIA ir TFIIIC yra surinkimo faktoriai, o TFIIIB yra inicijavimo veiksnys.

3.1.18 pav.

e. RNR polimerazė III prisijungia prie TFIIIB+DNR komplekso, kad būtų tiksliai ir efektyviai inicijuota transkripcija.

3 Transkripcijos faktorius, kurį naudoja visos 3 RNR polazės: TBP

Atrodo, kad TBP vaidina bendrą vaidmenį nukreipiant RNR polimerazę (I, II ir III), kad ji pradėtų veikti tinkamoje vietoje. Daugelio subvienetų veiksniai, kuriuose yra TBP (TFIID, SL1 ir TFIIIB), gali būti naudojami kaip padėties nustatymas faktoriai atitinkamoms polimerazėms.


Bazinio RNR polimerazės transkripcijos aparato reguliavimas sergant vėžiu

Pagrindiniai RNR polimerazės (Pol) subvienetai ir bendrieji transkripcijos faktoriai (GTF) retai mutuoja sergant vėžiu, nors kai kurie GTF navikai nuolat per daug ekspresuojami ir manoma, kad kai kuriais atvejais tai prisideda prie piktybinių navikų.

Vis dažniau nustatoma, kad mediatoriaus komplekso subvienetai yra mutuojami arba amplifikuojami navikuose, kur jie turi onkogeninę ar naviką slopinančią veiklą ir funkcijas, priklausomai nuo genetinio fono ir ląstelių konteksto.

Transkripcijos etapų po inicijavimo reguliatoriai, ypač RNR Pol II super pailgėjimo kompleksų (SEC) komponentai, nuolat mutuoja sergant vėžiu, ypač hematologinių piktybinių navikų perkėlimu su mišrios linijos leukemijos (MLL) transkripcijos faktorių šeima. Gauti sulieti baltymai palengvina padidintą homeobokso (HOX) transkripcijos faktorių, kurie yra susiję su embriono vystymusi ir kraujodaros ląstelių diferenciacija, kuri skatina piktybinius navikus, transkripcijos pailgėjimą.

RNR Pol I ir RNR Pol III nuosekliai nereguliuojami sergant vėžiu, kuris dažniausiai yra susijęs su onkogeniniais ir naviką slopinančiais signalizacijos keliais, o ne per mutacijas.

Atrodo, kad stipriausi ir labiausiai paplitę onkogeniniai ir naviką slopinantys transkripcijos aparato komponentai yra tie, kurie gali moduliuoti visus tris RNR Pols.

Įrodyta, kad RNR Pol I transkripcijos per didelis aktyvumas yra būtinas hematologinių navikų ląstelių išgyvenimui, o RNR Pol I GTF SL-1 buvo sėkmingai nukreiptas naudojant mažos molekulės inhibitorių, skirtą terapiniam transgeninių pelių vėžio modelių gydymui. in vivo. Šiuo metu RNR Pol I transkripcijos terapija pradedama I fazės žmonėms gydyti limfomai ir leukemijai.

Pagrindinio transkripcijos aparato komponentai, įskaitant tarpininko kompleksą ir SEC, yra kaulų tikri terapiniai vėžio gydymo tikslai ne tik kaip pažangūs plataus spektro citotoksiniai vaistai, bet ir potencialiai kaip naujos individualizuotos medicinos paradigmos dalis.


Studijų pastabos apie transkripciją prokariotuose | Ląstelių biologija

Prokariotiniuose organizmuose transkripcija vyksta trimis etapais, vadinamais iniciacija, elonu ir shygacija bei užbaigimu, naudojant vieną RNR polimerazę.

RNR sintetina vienas RNR polimerazės fermentas, kuriame yra keli polipeptido subvienetai.

E. coli RNR polimerazė turi penkis subvienetus:

du a, vienas p, vienas P’ ir vienas subvienetas (α2ββ’σ). Ši forma vadinama holofermentu. σ subvienetas gali atsiskirti nuo kitų subvienetų ir palikti formą, žinomą kaip pagrindinis fermentas.

Šios dvi RNR polimerazės formos atlieka skirtingus vaidmenis transkripcijos metu. σ subvienetas reikalingas sąveikai su sigmos faktoriumi. Sigmos faktorius atpažįsta DNR pradžios signalą ir nukreipia fermento prisijungimą prie DNR šablono iniciacijos vietos. RNR polimerazės prisijungimas prie DNR apima β subvienetą.

Iniciacija apima RNR polimerazės prisijungimą prie promotoriaus vietos.

Reklamuotojo svetainė inicijavimui:

Transkripcija negali prasidėti atsitiktinai, bet turi prasidėti specialiai geno pradžioje. Transkripcijos inicijavimo signalai atsiranda promotoriaus sekoje, kuri yra tiesiai prieš transkribuotą geno seką.

Promotoriuje yra specifinės DNR sekos, kurios veikia kaip RNR polimerazės prijungimo taškai. Tikslios sekos gali skirtis tarp promotorių, tačiau jos atitinka bendrą modelį, žinomą kaip konsensuso seka.

E. Coli du sekos elementus, -10 seką ir -35 seką, atpažįsta RNR polimerazė. Consen­sus -10 seka, dar vadinama “Pribnow dėžutė” yra TATAAT ir konsensuso -35 seka, dar vadinama “atpažinimo seka” yra TTGACA. (16.2 pav.).

RNR polimerazės σ subvienetas yra atsakingas už promotoriaus atpažinimą ir surišimą, tikriausiai -35 langelyje. Nesant σ subvieneto, fermentas vis tiek gali prisijungti prie DNR, tačiau prisijungimas yra labiau atsitiktinis.

RNR sintezės pradžia:

Kai fermentas prisijungia prie promotoriaus, jis iš pradžių sudaro uždarą promotoriaus kompleksą, kuriame promotoriaus DNR išlieka kaip dviguba spiralė. Fermentas apima apie 60 promotoriaus bazinių porų, įskaitant -10 ir -35 langelius.

Kad prasidėtų trans ir šikripcija, dviguba spiralė dalinai disocijuoja ties -10 langeliu, kuriame gausu silpnų AT jungčių, kad susidarytų atviras promotoriaus kompleksas. Tada σ subvienetas atsiskiria nuo atvirojo promotoriaus komplekso, palikdamas pagrindinį fermentą. Tuo pačiu metu prie DNR prisijungia pirmieji du ribonukleotidai, susidaro pirmasis fosfodiesterio ryšys ir pradedama transkripcija (16.3 pav.).

Pailgėjimo metu RNR polimerazė juda išilgai DNR molekulės, lydydamasi ir išvyniodama dvigubą spiralę. Fermentas prideda ribonukleotidus prie augančios RNR molekulės 3′ galo, o pridėjimo tvarka nustatoma pagal bazių tvarką šablono grandinėje.

Daugeliu atvejų kintamo ilgio lyderio seka yra transkribuojama prieš pasiekiant koduojančią geno seką. Panašiai, kodavimo sekos pabaigoje nekoduojanti priekabos seka perrašoma prieš pasibaigiant transkripcijai. Atliekant trans­kripciją, vienu metu išvyniojama tik nedidelė dvigubos spiralės dalis.

Išvyniotoje srityje yra naujai susintetinta RNR bazė, suporuota su šablonine DNR grandine ir tęsiasi per 12–17 bazių. Išvyniotas plotas turi išlikti mažas, nes išvyniojus vieną sritį reikia pervynioti gretimus regionus, o tai apkrauna DNR molekulę.

Kad būtų išvengta šios problemos, RNR atpalaiduojama iš šabloninės DNR sintezės metu, leidžianti DNR dvigubai spiralei reformuotis (16.4 pav.).

Grandinės pailgėjimas vyksta į vieną DNR šablono grandinę pridedant aktyvuotų ribonukleozidų trifosfatų (ATP, UTP, GTP ir CTP). Kiekvienam nukleotidui, pridėtam prie augančios RNR grandinės, išsiskiria pirofosfatas (PPi). Tai greitai hidrolizuojasi iki neorganinio fosfato (Pi).

RNR grandinės sintezę skatina energijos suvartojimas pirofosfatų pavidalu. Kiekvienam nukleotidui mono ir shymer, įtrauktam į grandinę, išeikvojami du didelės energijos fosfatai ir šifatai.

Visą reakciją galima apibendrinti taip:

RNR grandinės pailgėjimas vyksta naudojant pagrindinį fermentą, kuris juda išilgai DNR šablono. Transkripcijos metu RNR sintetinama polimerizuojant ribonu ir šikleotido trifosfato subvienetus (ATP, UTP, GTP, CTP).

Vieno ribonukleotido 3′-OH reaguoja su kito 5′ fosfatu, sudarydamas fosfodiesterio ryšį. Nuorašas sintetinamas 5′ →3′ kryptimi, bet kadangi grandinė turi būti antilygiagreti, kad būtų galima sujungti bazę, šablono juosta eina priešinga, 3’→5′ kryptimi.

RNR grandinės auga 5’→3′ kryptimi:

Jei RNR grandinės sintetinamos 5’→3′ kryptimi, tai pirmas nukleotidas turi turėti trifosfato grupę (P

P). Kita vertus, jei grandinė auga 3’→5′ kryptimi, tai trifosfato grupė būtų nukleotide augančioje pusėje. Nustatyta, kad trifosfato grupė yra prijungta prie pirmojo nukleotido 5′ gale ir laisvosios hidroksilo grupės 3′ gale.

Tai rodo, kad augimas vyksta 5′ →3′ kryptimi.

Tik viena geno DNR grandinė transkribuoja mRNR:

Dvigrandėje DNR tam tikras genas yra transkribuojamas iš vienos iš dviejų grandžių. Transkribuota RNR yra komplementari tik vienai iš dviejų grandžių. Tačiau visi transkribuoti genai nebūtinai turi būti vienoje DNR dvigubos spiralės grandinėje.

Vienas genas gali transkribuoti mRNR iš vienos grandinės, o kitas – iš kitos grandinės. Dvi sruogos arba dviguba spiralė vadinamos šabloninėmis ir nešablinėmis. RNR gaminama naudojant šabloninę grandinę, o susintetinta RNR molekulė yra ne šabloninės grandinės kopija (16.5 pav.), dar vadinama sensorine (+) grandine arba koduojančia grandine. Susintetinta RNR molekulė vadinama transkriptu.

Transkripcijos­tion nutraukimas įvyksta neatsitiktinai ir užtrunka tam tikruose taškuose po kodavimo sekos pabaigos. E. coli nutraukimas vyksta sekose, vadinamose palindromais. Jie yra simetriški jų viduriui, todėl pirmąją sekos pusę seka tikslus jos papildymas antroje pusėje.

Viengrandėse RNR molekulėse ši savybė leidžia pirmajai sekos pusei bazių poruotis su antrąja puse, kad susidarytų vadinamoji kamieninės kilpos struktūra (16.6 pav.). Atrodo, kad jie veikia kaip termino­tion signalai. Kai kuriais atvejais po stiebo kilpos seka seka 5–10 eiga. Kaip ir DNR, kurios sudaro silpnas A-U bazių poras su naujai susintetinta RNR.

Manoma, kad RNR poli&šimerazė sustoja iškart po stiebo kilpos ir kad silpnos A-U bazių poros nutrūksta, todėl trans­kriptas atsiskiria nuo šablono.

Kitais atvejais As paleidimo nėra ir atsiranda kitoks mechanizmas, pagrįstas baltymo, vadinamo Rho (p), surišimu, kuris sutrikdo bazių poravimą tarp tem­plate ir transkripto, kai polimerazė sustoja po kamieno kilpos. Nutraukus transkripciją, išsiskiria transkriptas ir pagrindinis fermentas, kuris vėliau gali vėl susijungti su o subvienetu ir pereiti prie kito transkripcijos etapo.


Žiūrėti video įrašą: DNA, Hot Pockets, u0026 The Longest Word Ever: Crash Course Biology #11 (Rugpjūtis 2022).