RNA Polimeraz ve Transkripsiyon Başlangıcı
RNA'yı sentezleyen enzim ile bu enzimin bir geni bulduğu, DNA'yı erittiği ve transkript üretmeye başladığı dikkatle kontrol edilen ilk adım.
Tanım
RNA polimeraz, DNA kalıplı RNA sentezini katalize eden çok alt birimli bir enzimdir; transkripsiyon başlangıcı ise polimerazın uygun faktörlerle bir promoteri tanıdığı, DNA çift sarmalını açtığı ve başlangıç noktasında RNA sentezlemeye başladığı düzenlenmiş adımlar bütünüdür.
Kapsam
Bu konu, RNA polimerazların yapısını ve katalitik etkisini ve başlangıç olaylarını (promoter tanıma, kapalı ve ardından açık kompleks oluşumu, abortif başlangıç ve üretken uzamaya geçiş) kapsamaktadır. Bakteriyel tek polimerazlı başlangıcı, ökaryotların çoklu polimerazlı, faktör bağımlı başlangıcıyla karşılaştırmaktadır. Promoter dizileri ve düzenleyici transkripsiyon faktörleri, ilgili bir başka konuda daha ayrıntılı olarak ele alınmaktadır.
Temel sorular
- RNA polimerazın yapısı nedir ve sentezi nasıl katalize eder?
- Enzim bir genin nerede başladığını nasıl tanır?
- Kapalı promoter kompleksi açık bir komplekse dönüştüğünde ne olur?
- Başlangıç, bakteriler ve ökaryotlar arasında nasıl farklılık gösterir?
Temel kuramlar
- Açık-kompleks oluşumu
- Üretken başlangıç, polimerazın kısa bir promoter DNA parçasını eriterek, kalıp ipliğin aktif bölgede açığa çıktığı ve böylece ilk nükleotitlerin birleştirilebildiği açık bir kompleks oluşturmasını gerektirmektedir.
- Faktör güdümlü promoter seçimi
- Bakteriyel polimeraz, promoterleri seçmek için değiştirilebilir bir sigma faktörü kullanırken, ökaryotik polimerazlar genel transkripsiyon faktörlerinin birleşimlerine bağlıdır; bu durum başlangıca özgüllüğünü ve önemli bir kontrol noktasını sağlamaktadır.
Mekanizmalar
Katalitik merkezi taşıyan çekirdek polimeraz, promoteri tanımak ve kapalı bir kompleks oluşturmak için bir başlangıç faktörüyle (bakterilerde bir sigma faktörü; ökaryotlarda genel transkripsiyon faktörleri) birleşmektedir. Çift sarmal daha sonra kalıp ipliği açığa çıkaran açık bir komplekse eritilmektedir. Enzim, promoteri terk edene, başlangıç faktörlerini atana ve prosesif uzamaya girene kadar nükleotitleri birleştirmeye başlamakta, genellikle birkaç kısa abortif transkript salgılamaktadır.
Klinik önem
Bakteriyel RNA polimeraz önemli antibiyotiklerin hedefidir ve ökaryotik başlangıç faktörleri hastalıklarda rol oynamakta ve ilaç hedefleri olarak incelenmektedir; bu bilgiler klinik tavsiye niteliğinde olmayıp, önemini belirtmek amacıyla sunulmuştur.
Tarihçe
RNA polimeraz 1960'ların başında tanımlanmıştır; çoklu ökaryotik polimerazların ve bunların genel transkripsiyon faktörlerinin keşfi ve daha sonra enzimin başlangıç anında yakalanan yüksek çözünürlüklü yapıları, güncel metinlerde kullanılan mekanistik tabloyu oluşturmuştur.
Öne çıkan isimler
- Roger Kornberg
- Robert Roeder
İlgili konular
Temel eserler
- watson2013
- lodish2016
Sıkça sorulan sorular
- RNA polimerazın bir primere ihtiyacı var mıdır?
- Hayır. DNA polimerazlarının aksine, RNA polimeraz kalıp üzerinde sıfırdan yeni bir iplik başlatabilmektedir, bu nedenle transkripsiyon bir primer gerektirmemektedir.
- Sigma faktörü nedir?
- Çekirdek polimerazı belirli promoterlere yönlendiren bir bakteriyel başlangıç alt birimidir; farklı sigma faktörleri bir hücrenin farklı gen setlerini transkribe etmesini sağlamaktadır.