RNA Polimerase dan Inisiasi Transkripsi

Enzim yang mensintesis RNA dan langkah pertama yang terkontrol dengan cermat di mana ia menemukan gen, melelehkan DNA, dan mulai membuat transkrip.

Definition

RNA polimerase adalah enzim multi-subunit yang mengkatalisis sintesis RNA yang dicetak DNA; inisiasi transkripsi adalah serangkaian langkah yang diatur di mana polimerase, dengan faktor-faktor yang sesuai, mengenali promotor, membuka dupleks DNA, dan mulai mensintesis RNA di situs awal.

Scope

Topik ini mencakup struktur dan tindakan katalitik RNA polimerase serta peristiwa inisiasi: pengenalan promotor, pembentukan kompleks tertutup dan kemudian terbuka, inisiasi abortif, dan transisi ke elongasi produktif. Ini membandingkan inisiasi polimerase tunggal bakteri dengan inisiasi multi-polimerase yang bergantung pada faktor pada eukariota. Urutan promotor dan faktor transkripsi regulatori dibahas lebih lengkap dalam topik pendamping.

Core questions

• Bagaimana struktur RNA polimerase dan bagaimana ia mengkatalisis sintesis?
• Bagaimana enzim mengenali di mana suatu gen dimulai?
• Apa yang terjadi ketika kompleks promotor tertutup berubah menjadi kompleks terbuka?
• Bagaimana inisiasi berbeda antara bakteri dan eukariota?

Key theories

Pembentukan kompleks terbuka

Inisiasi produktif membutuhkan polimerase untuk melelehkan sebagian kecil DNA promotor, membentuk kompleks terbuka di mana untai templat terpapar di situs aktif sehingga nukleotida pertama dapat digabungkan.

Pemilihan promotor yang dipandu faktor

Polimerase bakteri menggunakan faktor sigma yang dapat dipertukarkan untuk memilih promotor, sementara polimerase eukariotik bergantung pada rakitan faktor transkripsi umum, memberikan spesifisitas inisiasi dan titik kontrol utama.

Mechanisms

Polimerase inti, yang membawa pusat katalitik, berasosiasi dengan faktor inisiasi (faktor sigma pada bakteri; faktor transkripsi umum pada eukariota) untuk mengenali promotor dan membentuk kompleks tertutup. Dupleks kemudian dilelehkan menjadi kompleks terbuka yang mengekspos untai templat. Enzim mulai menggabungkan nukleotida, seringkali melepaskan beberapa transkrip abortif pendek, hingga ia melepaskan diri dari promotor, melepaskan faktor inisiasi, dan memasuki elongasi prosesif.

Clinical relevance

RNA polimerase bakteri adalah target antibiotik penting, dan faktor inisiasi eukariotik terlibat dalam penyakit dan dipelajari sebagai target obat; disajikan sebagai signifikansi, bukan saran klinis.

History

RNA polimerase diidentifikasi pada awal tahun 1960-an; penemuan beberapa polimerase eukariotik dan faktor transkripsi umumnya, dan kemudian struktur resolusi tinggi enzim yang tertangkap dalam tindakan inisiasi, membentuk gambaran mekanistik yang digunakan dalam teks-teks saat ini.

Key figures

• Roger Kornberg
• Robert Roeder

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

Apakah RNA polimerase membutuhkan primer?

Tidak. Tidak seperti DNA polimerase, RNA polimerase dapat memulai untai baru dari awal pada templat, sehingga transkripsi tidak memerlukan primer.

Apa itu faktor sigma?

Sebuah subunit inisiasi bakteri yang mengarahkan polimerase inti ke promotor spesifik; faktor sigma yang berbeda memungkinkan sel untuk mentranskripsi set gen yang berbeda.