RNA聚合酶:函数和定义

核糖核酸(RNA)聚合酶是一个中介酶负责处理基因序列到RNA-based遗传物质可以用于蛋白质合成。在本文中,我们定义RNA聚合酶在细胞生物学和进一步探索它的各种功能。

RNA聚合酶是什么?

RNA聚合酶是一个综合的多部件酶RNA分子通过这一过程被称为从模板DNA转录。的转录遗传信息成RNA是基因表达的第一步,在翻译的过程中解码RNA成蛋白质。产生的RNA分子RNA聚合酶实现各种各样的角色在细胞中。

RNA聚合酶结构和功能(转录)

RNA聚合酶是一个大型复杂的由多个亚基组成的¹。RNA聚合酶的原核的形式有四个亚基可以抄录所有类型的RNA。在真核生物中,这些酶有八个或更多的子单元,在转录促进DNA的依恋和处理。

RNA聚合酶在行动

转录的三个阶段涉及各种功能的RNA聚合酶导致RNA的合成:

1。初始化开始当RNA聚合酶包裹在启动子区域的DNA。启动子是一个DNA序列,指导RNA聚合酶在哪里将上游的基因。而原核的RNA聚合酶可以直接绑定到DNA启动子序列,真核转录因子的形式要求援助首次绑定。一旦成功RNA聚合酶结合DNA有针对性的启动子区域,这种酶可以继续第二阶段的转录。

2。伸长开始当RNA聚合酶展开双链DNA分成两单股。使用这些DNA链作为RNA合成的基因模板。随着DNA模板链穿过RNA聚合酶的转录的RNA链是互补的DNA链。

3所示。终止是转录的最后一步。RNA聚合酶一旦遇到一个终结者序列或信号,它停止添加核苷酸互补的RNA链。这是紧随其后的是RNA转录的释放,这标志着结束的DNA的转录模板。

不同类型的RNA聚合酶是什么?

而细菌等原核生物转录所有类型的RNA的RNA聚合酶,真核生物如植物和哺乳动物可以有很多形式的RNA聚合酶。

RNA聚合酶我

RNA聚合酶我²负责综合大多数核糖体RNA (rRNA)记录。生产这些记录在核仁,核内的地区核糖体的组装。核糖体RNA分子由RNA聚合酶的可用性会影响细胞生物学的基本功能,因为这些成绩单直接参与核糖体的生产。

RNA聚合酶II

RNA聚合酶II³蛋白质编码基因转录为信使核糖核酸(mRNA)。这12-subunit酶作为复杂,直接影响基因表达通过其生产pre-mRNA记录。一旦pre-mRNAs发布的RNA聚合酶II在细胞核内,生化修改这些成绩单的翻译做准备。RNA聚合酶II还生产微RNA分子(microrna的)。这些非编码转录调节基因表达和mrna转录后的活动。

RNA聚合酶III

RNA聚合酶III²核糖体RNA基因转录为小分子RNA像转移核糖核酸(tRNA)和5 s rRNA。这些小RNA转录发挥作用在正常细胞功能在细胞核和细胞质。

RNA聚合酶IV和V

只存在于植物、RNA聚合酶IV和V是转录酶进化成为专门形式的RNA聚合酶II⁴。这两个酶产生小核RNA)成绩单、发挥作用的植物基因的沉默。

RNA聚合酶与DNA聚合酶

从解除DNA聚合酶合成双链DNA分子在复制DNA链。尽管复制和转录的最终产品是不同的,他们都工作在DNA通过添加核苷酸5‘3’方向相同。与RNA聚合酶相比,DNA聚合酶是semi-conserved过程,利用两条链的双链DNA分子作为模板复制。

比较	RNA聚合酶	DNA聚合酶
函数	DNA的转录	DNA的复制
目的	RNA复制的基因	复制整个基因组
发生时间	用于转录在G阶段(s)	用于复制在S期
底漆	不需要转录	需要启动复制
碱基对用于合成产品	腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶	腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶
产生的产品	单链rna(例如mRNA)	双链dna

RNA聚合酶和药物

RNA聚合酶药物开发是一个有吸引力的目标,因为它在生活中无处不在的存在和功能。原核生物和真核生物之间的RNA聚合酶的生化差异允许特定药物目标微生物RNA聚合酶与自己没有任何交互。

几种抗菌药物作为RNA聚合酶抑制剂通过阻断细菌或病毒酶活性在转录的一个阶段。例如,的药理⁵是一组细菌抗生素抑制伸长通过阻断RNA聚合酶的退出通道。这些药物通常用于治疗具有挑战性的麻风病和肺结核引起的感染。

引用:

1。 穆尼RA, Landick r . RNA聚合酶。细胞。1999,98 (6):687 - 690。doi: 10.1016 / s0092 - 8674 (00)81483 - x。

2。 阿拉伯茶H, Vorlander可,穆勒连续波。RNA聚合酶I和III:类似的独一无二的。当今结构生物学观点》。2017;47:88 - 94。doi: 10.1016 / j.sbi.2017.05.008。

3所示。 Schier AC, Taatjes DJ。RNA聚合酶II转录机械的结构和机制。Dev的基因。2020年,34 (7 - 8):465 - 488。doi: 10.1101 / gad.335679.119。

4所示。 McKinlay, Podicheti R, Wendte JM, Cocklin R, Rusch DB。RNA聚合酶IV和V影响聚合酶II的3 '边界在拟南芥转录单位。RNA杂志。2018;15 (2):269 - 279。doi: 10.1080 / 15476286.2017.1409930。

5。 森西(1983页)。“历史发展的利福平”。传染性疾病的评论。5,85:S402-6。doi:10.1093 / clinids / 5. supplement_3.s402。PMID6635432