RNA پلیمراز و آغاز رونویسی
آنزیمی که RNA را سنتز میکند و اولین گام با دقت کنترلشدهای که در آن ژن را پیدا میکند، DNA را ذوب میکند و شروع به ساخت یک رونوشت میکند.
Definition
RNA پلیمراز آنزیم چندزیرواحدی است که سنتز RNA با الگوبرداری از DNA را کاتالیز میکند؛ آغاز رونویسی مجموعهای از مراحل تنظیمشده است که طی آن پلیمراز، با فاکتورهای مناسب، یک پروموتر را شناسایی میکند، دو رشته DNA را باز میکند و سنتز RNA را در محل شروع آغاز میکند.
Scope
این موضوع ساختار و عملکرد کاتالیزوری RNA پلیمرازها و رویدادهای آغاز رونویسی را پوشش میدهد: شناسایی پروموتر، تشکیل کمپلکس بسته و سپس باز، آغاز رونویسی ناقص، و گذار به طویلسازی مؤثر. این موضوع آغاز رونویسی تکپلیمرازی باکتریایی را با آغاز رونویسی چندپلیمرازی و وابسته به فاکتور در یوکاریوتها مقایسه میکند. توالیهای پروموتر و فاکتورهای رونویسی تنظیمی به طور کاملتر در یک موضوع مرتبط بررسی میشوند.
Core questions
- ساختار RNA پلیمراز چگونه است و چگونه سنتز را کاتالیز میکند؟
- آنزیم چگونه تشخیص میدهد که یک ژن از کجا شروع میشود؟
- چه اتفاقی میافتد وقتی کمپلکس پروموتر بسته به یک کمپلکس باز تبدیل میشود؟
- آغاز رونویسی بین باکتریها و یوکاریوتها چه تفاوتی دارد؟
Key theories
- تشکیل کمپلکس باز
- آغاز رونویسی مؤثر نیازمند این است که پلیمراز یک بخش کوتاه از DNA پروموتر را ذوب کند و یک کمپلکس باز تشکیل دهد که در آن رشته الگو در جایگاه فعال در معرض دید قرار میگیرد تا اولین نوکلئوتیدها بتوانند متصل شوند.
- انتخاب پروموتر با هدایت فاکتور
- پلیمراز باکتریایی از یک فاکتور سیگمای قابل تعویض برای انتخاب پروموترها استفاده میکند، در حالی که پلیمرازهای یوکاریوتی به مجموعههایی از فاکتورهای رونویسی عمومی وابسته هستند، که به آغاز رونویسی ویژگی و یک نقطه کنترل کلیدی میدهد.
Mechanisms
پلیمراز هسته، که مرکز کاتالیزوری را حمل میکند، با یک فاکتور آغازگر (یک فاکتور سیگما در باکتریها؛ فاکتورهای رونویسی عمومی در یوکاریوتها) مرتبط میشود تا پروموتر را شناسایی کرده و یک کمپلکس بسته تشکیل دهد. سپس دو رشته DNA ذوب شده و به یک کمپلکس باز تبدیل میشود که رشته الگو را در معرض دید قرار میدهد. آنزیم شروع به اتصال نوکلئوتیدها میکند و اغلب چندین رونوشت ناقص کوتاه را آزاد میکند، تا زمانی که از پروموتر جدا شود، فاکتورهای آغازگر را رها کند و وارد مرحله طویلسازی پیشرونده شود.
Clinical relevance
RNA پلیمراز باکتریایی هدف آنتیبیوتیکهای مهمی است، و فاکتورهای آغازگر یوکاریوتی در بیماریها نقش دارند و به عنوان اهداف دارویی مورد مطالعه قرار میگیرند؛ این موارد به عنوان اهمیت، نه توصیه بالینی، ارائه شدهاند.
History
RNA پلیمراز در اوایل دهه ۱۹۶۰ شناسایی شد؛ کشف پلیمرازهای متعدد یوکاریوتی و فاکتورهای رونویسی عمومی آنها، و بعدها ساختارهای با وضوح بالا از آنزیم در حال آغاز رونویسی، تصویر مکانیکی مورد استفاده در متون فعلی را تثبیت کرد.
Key figures
- Roger Kornberg
- Robert Roeder
Related topics
Seminal works
- watson2013
- lodish2016
Frequently asked questions
- آیا RNA پلیمراز به پرایمر نیاز دارد؟
- خیر. برخلاف DNA پلیمرازها، RNA پلیمراز میتواند یک رشته جدید را از ابتدا روی الگو شروع کند، بنابراین رونویسی نیازی به پرایمر ندارد.
- فاکتور سیگما چیست؟
- یک زیرواحد آغازگر باکتریایی که پلیمراز هسته را به پروموترهای خاص هدایت میکند؛ فاکتورهای سیگمای مختلف به یک سلول اجازه میدهند تا مجموعههای متفاوتی از ژنها را رونویسی کند.