आरएनए पॉलीमरेज़ और प्रतिलेखन प्रारंभ

वह एंजाइम जो आरएनए का संश्लेषण करता है और सावधानीपूर्वक नियंत्रित पहला कदम जिसमें यह एक जीन का पता लगाता है, डीएनए को पिघलाता है, और एक प्रतिलेख बनाना शुरू करता है।

Definition

आरएनए पॉलीमरेज़ एक बहु-उपइकाई एंजाइम है जो डीएनए-टेम्पलेटेड आरएनए संश्लेषण को उत्प्रेरित करता है; प्रतिलेखन प्रारंभ चरणों का एक विनियमित सेट है जिसके द्वारा पॉलीमरेज़, उपयुक्त कारकों के साथ, एक प्रमोटर को पहचानता है, डीएनए द्विक को खोलता है, और प्रारंभ स्थल पर आरएनए का संश्लेषण शुरू करता है।

Scope

यह विषय आरएनए पॉलीमरेज़ की संरचना और उत्प्रेरक क्रिया तथा प्रारंभ की घटनाओं को शामिल करता है: प्रमोटर पहचान, बंद और फिर खुले कॉम्प्लेक्स का निर्माण, अबॉर्टिव प्रारंभ, और उत्पादक दीर्घीकरण में संक्रमण। यह जीवाणु एकल-पॉलीमरेज़ प्रारंभ की तुलना बहु-पॉलीमरेज़, कारक-निर्भर यूकेरियोट्स के प्रारंभ से करता है। प्रमोटर अनुक्रमों और नियामक प्रतिलेखन कारकों को एक सहयोगी विषय में अधिक विस्तार से वर्णित किया गया है।

Core questions

• आरएनए पॉलीमरेज़ की संरचना क्या है और यह संश्लेषण को कैसे उत्प्रेरित करता है?
• एंजाइम कैसे पहचानता है कि एक जीन कहाँ से शुरू होता है?
• जब बंद प्रमोटर कॉम्प्लेक्स एक खुले कॉम्प्लेक्स में परिवर्तित होता है तो क्या होता है?
• बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स के बीच प्रारंभ कैसे भिन्न होता है?

Key theories

खुले-कॉम्प्लेक्स का निर्माण

उत्पादक प्रारंभ के लिए पॉलीमरेज़ को प्रमोटर डीएनए के एक छोटे से हिस्से को पिघलाना आवश्यक है, जिससे एक खुला कॉम्प्लेक्स बनता है जिसमें टेम्पलेट स्ट्रैंड सक्रिय स्थल में उजागर होता है ताकि पहले न्यूक्लियोटाइड को जोड़ा जा सके।

कारक-निर्देशित प्रमोटर चयन

बैक्टीरियल पॉलीमरेज़ प्रमोटरों को चुनने के लिए एक विनिमेय सिग्मा कारक का उपयोग करता है, जबकि यूकेरियोटिक पॉलीमरेज़ सामान्य प्रतिलेखन कारकों के संयोजन पर निर्भर करते हैं, जिससे प्रारंभ को इसकी विशिष्टता और नियंत्रण का एक महत्वपूर्ण बिंदु मिलता है।

Mechanisms

कोर पॉलीमरेज़, जिसमें उत्प्रेरक केंद्र होता है, प्रमोटर को पहचानने और एक बंद कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए एक प्रारंभ कारक (बैक्टीरिया में एक सिग्मा कारक; यूकेरियोट्स में सामान्य प्रतिलेखन कारक) के साथ जुड़ता है। फिर द्विक को एक खुले कॉम्प्लेक्स में पिघलाया जाता है जिससे टेम्पलेट स्ट्रैंड उजागर होता है। एंजाइम न्यूक्लियोटाइड को जोड़ना शुरू करता है, अक्सर कई छोटे अबॉर्टिव प्रतिलेखों को जारी करता है, जब तक कि यह प्रमोटर से बाहर नहीं निकल जाता, प्रारंभ कारकों को छोड़ देता है, और प्रक्रियात्मक दीर्घीकरण में प्रवेश करता है।

Clinical relevance

बैक्टीरियल आरएनए पॉलीमरेज़ महत्वपूर्ण एंटीबायोटिक दवाओं का लक्ष्य है, और यूकेरियोटिक प्रारंभ कारक रोग में शामिल होते हैं और दवा लक्ष्यों के रूप में अध्ययन किए जाते हैं; इसे महत्व के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक सलाह के रूप में।

History

आरएनए पॉलीमरेज़ की पहचान 1960 के दशक की शुरुआत में की गई थी; कई यूकेरियोटिक पॉलीमरेज़ और उनके सामान्य प्रतिलेखन कारकों की खोज, और बाद में एंजाइम की उच्च-रिज़ॉल्यूशन संरचनाएं जो प्रारंभ की क्रिया में पकड़ी गईं, ने वर्तमान ग्रंथों में उपयोग की जाने वाली यांत्रिक तस्वीर स्थापित की।

Key figures

• Roger Kornberg
• Robert Roeder

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

क्या आरएनए पॉलीमरेज़ को प्राइमर की आवश्यकता होती है?

नहीं। डीएनए पॉलीमरेज़ के विपरीत, आरएनए पॉलीमरेज़ टेम्पलेट पर खरोंच से एक नया स्ट्रैंड शुरू कर सकता है, इसलिए प्रतिलेखन के लिए प्राइमर की आवश्यकता नहीं होती है।

सिग्मा कारक क्या है?

एक बैक्टीरियल प्रारंभ उपइकाई जो कोर पॉलीमरेज़ को विशिष्ट प्रमोटरों तक निर्देशित करती है; विभिन्न सिग्मा कारक एक कोशिका को विभिन्न जीन सेटों का प्रतिलेखन करने देते हैं।