Hvilket enzym driver RNA-kædeforlængelse?

Duncan Smith/Stockbyte/Getty Images

Ribonukleinsyre (RNA) er essentiel for cellulært liv, og fungerer som en budbringer, der formidler genetisk information fra DNA til cellens proteinsyntesemaskineri. Ribosomalt RNA kombineres med proteiner og danner ribosomer, cellens proteinfabrikker. Transfer RNA bringer aminosyrer til ribosomer, hvilket muliggør translation af messenger RNA til polypeptidkæder. Andre RNA-arter regulerer cellulær aktivitet. Enzymet RNA-polymerase (RNAP), der findes i flere former, orkestrerer forlængelsen af RNA-strenge under DNA-transkription.

RNA-polymerasestruktur

I eukaryote celler klassificeres RNAP'er som I til V, hver med en særskilt struktur og producerer en specifik klasse af RNA. For eksempel syntetiserer RNAP II messenger-RNA (mRNA). Prokaryote celler har en enkelt RNAP-type. Enzymet omfatter flere proteinunderenheder, der koordinerer forskellige funktioner under transkription. Et magnesium-bundet aktivt sted i komplekset tilføjer sukker-phosphat-enheder til det begyndende RNA og tilføjer nukleotidbaser i overensstemmelse med baseparringsregler.

Baseparring

DNA's rygrad består af alternerende sukker- og fosfatrester med fire nitrogenholdige baser - adenin (A), thymin (T), cytosin (C) og guanin (G) - knyttet til hvert sukker. Sekvensen af ​​basepar langs DNA dikterer aminosyresekvensen af ​​proteiner. DNA antager typisk en dobbelthelix-konformation, hvor A parrer med T og C parrer med G. RNA, en enkeltstrenget analog, følger den samme parringslogik, men erstatter thymin med uracil (U).

Transskriptionsinitiering

Initiering kræver et kompleks af proteininitieringsfaktorer og RNA-polymerase, der genkender promotorregioner på DNA. Disse promotorer afgrænser transkriptionsenheder - klynger af et eller flere gener. RNAP-komplekset afvikler et kort segment af den dobbelte helix for at danne en transskriptionsboble, og læser derefter skabelonstrengen base for base for at begynde RNA-syntese.

Forlængelse og opsigelse

Før ægte forlængelse kan RNAP-komplekset udføre falske starter og transskribere omkring ti nukleotider før abort og genstart. Forlængelse begynder, når de initierende faktorer løsnes, hvilket frigør RNAP til at rekruttere forlængelsesfaktorer, der letter boblebevægelse langs DNA. Polymerasen forlænger derefter RNA-strengen og inkorporerer komplementære nukleotider. Hvis der opstår en fejlparring, kan RNAP spalte og resyntetisere det defekte segment. Transskription afsluttes, når enzymet møder en stopsekvens; det afsluttede RNA-transkript, sammen med initieringsfaktorerne og DNA, frigives.