Innhold
Ribonukleinsyre, eller RNA, spiller flere viktige roller i livet til en celle. Det fungerer som en messenger, som videresender den genetiske koden fra deoksyribonukleinsyre, eller DNA, til cellens proteinsyntesemaskineri. Ribosomalt RNA går sammen med proteiner for å danne ribosomer, cellens proteinfabrikker. Overfør RNA skifter aminosyrer til voksende proteinstrenger når ribosomer oversetter messenger-RNA. Andre former for RNA hjelper til med å kontrollere celleaktivitet. Enzymet RNA-polymerase, eller RNAP, som har flere former, er ansvarlig for å forlenge RNA-kjeden under transkripsjonen av DNA.
RNA Polymerase Structure
I eukaryote celler - det vil si celler med organiserte kjerner - er de forskjellige RNAP-typene merket I til og med V. Hver har en litt annen struktur, og hver skaper et annet sett med RNA. For eksempel er RNAP II ansvarlig for å lage messenger RNA, eller mRNA. Prokaryote celler (som ikke har organiserte kjerner) har en type RNAP. Enzymet består av flere protein-underenheter som utfører forskjellige funksjoner under transkripsjon. Et aktivt sted som inneholder et magnesiumatom er stedet i enzymet hvor RNA forlenger. Det aktive stedet tilfører sukkerfosfatgrupper til den voksende RNA-strengen og fester nukleotidbaser i henhold til baseparringsreglene.
Baseparring
DNA er et langt molekyl med en ryggrad sammensatt av vekslende sukker og fosfatenheter. Én av fire nukleotidbaser - enkelt- eller dobbeltringede molekyler som inneholder nitrogen - henger av hver sukkerenhet. De fire DNA-basene er merket A, T, C og G. Sekvensen av basepar langs DNA-molekylet dikterer sekvensen av aminosyrer i proteinene som er syntetisert av cellen. DNA eksisterer vanligvis som en dobbel helix der basene til to tråder binder seg til hverandre i henhold til baseparingsregler: A- og T-basene danner ett sett med par, mens C og G danner det andre settet. RNA er et beslektet, enkeltstrenget molekyl som observerer de samme baseparringsreglene under DNA-transkripsjon, bortsett fra substitusjonen av U-basen med T i RNA.
Transkripsjonsinitiering
Proteininitieringsfaktorer må danne et kompleks med et molekyl RNA-polymerase før transkripsjonen kan begynne. Disse faktorene gjør det mulig for enzymet å binde seg til promoterregioner - tilknytningspunkter for forskjellige transkripsjonsenheter - på en DNA-streng. Transkripsjonsenheter er sekvenser av ett eller flere gener, som er de proteinspesifiserende delene av en DNA-streng. RNA-polymerase-komplekset skaper en transkripsjonsboble ved å pakke ut en del av DNA-dobbeltspiralen ved starten av transkripsjonsenheten. Enzymkomplekset begynner deretter å sette sammen RNA ved å lese DNA-malstrengen en base av gangen.
Forlengelse og oppsigelse
RNA-polymerasekomplekset kan gi mange falske starter før forlengelsen begynner. Ved en falsk start, transkriberer enzymet omtrent 10 baser og aborterer deretter prosessen og starter på nytt. Forlengelse kan bare begynne når RNAP frigjør de initierende proteinfaktorene som forankrer den til DNA-promoterregionen. Når forlengelsen er i gang, enzymet enlists forlengelsesfaktorer for å hjelpe med å flytte transkripsjonsboble nedover DNA-strengen. Det bevegelige RNAP-molekylet forlenger den nye RNA-strengen ved å tilsette sukker-fosfatenheter og nukleotidbaser som kompletterer basene på DNA-malen. Hvis RNAP oppdager en feilpardet base, kan den spaltes og syntetisere det feilaktige RNA-segmentet. Transkripsjon avsluttes når enzymet leser en stoppsekvens på DNA-malen. Ved terminering frigjør RNAP-enzymet RNA-transkriptet, proteinfaktorene og DNA-malen.