Ինչ է RNA պոլիմերազը: Ինչ է RNA պոլիմերազի գործառույթը:

Ամեն ոք, ով ուսումնասիրում է մոլեկուլային կենսաբանությունը, կենսաքիմիան, գենետիկական ինժեները եւ մի շարք այլ գիտական գիտություններ, վաղ թե ուշ հարցնում է. Ինչ գործառույթ է իրականացնում ՌՆԹ-ի պոլիմերազը: Սա բավականին բարդ թեման է, որը դեռ չի ամբողջությամբ հետաքննված, սակայն, այնուամենայնիվ, ինչ հայտնի է լինելու հոդվածում:

Ընդհանուր տեղեկություններ

Անհրաժեշտ է հիշել, որ գոյություն ունի Eukaryotes եւ prokaryotes RNA պոլիմերազը: Առաջինը հետագայում բաժանվում է երեք տեսակի, որոնցից յուրաքանչյուրը պատասխանատու է գենների առանձին խմբագրության կատարման համար: Այս ֆերմենտները համարվում են պարզ, որպես առաջին, երկրորդ եւ երրորդ RNA պոլիմերազ: Prokaryotes, որի կառուցվածքը ոչ միջուկային, transcriptional գործողությունները ըստ պարզեցված սխեմայի. Հետեւաբար, հստակության համար, հնարավորինս շատ տեղեկատվությունը լուսաբանելու համար հաշվի կառնվի էվկալիպտեր: ՌՆԹ-ի պոլիմերազները կառուցվածքային նման են: Ակնկալվում է, որ դրանք պարունակում են առնվազն 10 պոլիպեպտիդ շղթաներ: Այս դեպքում RNA պոլիմերազը սինթեզացնում է (transcribes) գեները, որոնք ապագայում կփոխանցվեն տարբեր սպիտակուցներ: Երկրորդը զբաղվում է գեների արտագրման հետ, որոնք հետագայում թարգմանվում են սպիտակուցներ: RNA պոլիմերազը ներկայացված է մի շարք ցածր մոլեկուլային քաշի կայուն ֆերմենտներով, որոնք չափազանց զգայուն են ալֆա-ամատինին: Բայց մենք չենք որոշել, թե ինչ է RNA պոլիմերազը: Այսպիսով, կոչվում են ֆերմենտներ, որոնք ներգրավված են ռիբոնուկտիվիկ թթու մոլեկուլների սինթեզում: Նեղ իմաստով դա նշանակում է ԴՆԹ-կախված ՌՆԹ-ի պոլիմերազները, որոնք գործում են դեզոդիռիբոնուկլեինաթթվի մի մատրիցի հիման վրա : Կենդանի օրգանիզմների երկարատեւ եւ հաջող գործունակության համար ֆերմենտները մեծ նշանակություն ունեն: RNA պոլիմերազը կարելի է գտնել բոլոր բջիջներում եւ վիրուսների մեծ մասում:

Դիրք ըստ հատկանիշներով

Կախված ենթահանձնաժողովի կազմից `ՌՆԹ-ի պոլիմերազիաները բաժանում են երկու խմբի`

1. Առաջինն ընդգրկում է պարզ գենոմներում փոքր թվով գեների արտագրում: Այս դեպքում գործելու համար պահանջվում են բարդ կարգավորիչ ազդեցություններ: Հետեւաբար, այստեղ ընդգրկված են բոլոր ֆերմենտները, որոնք բաղկացած են միայն մեկ ենթաընտանից: Բակտերիոֆագների եւ միտոքոնդրիայի RNA պոլիմերազները կարող են օգտագործվել որպես օրինակ:
2. Այս խումբն ընդգրկում է էվկարիոտների եւ բակտերիաների բոլոր RNA պոլիմերազները, որոնք համալիր են կազմակերպված: Նրանք բարդ բազմաբնույթ ենթաունիտային սպիտակուցային բարդույթներ են, որոնք կարող են գրել հազարավոր տարբեր գեների: Գործողության ընթացքում այդ գեները արձագանքում են մի շարք կարգավորիչ ազդանշանների, որոնք գալիս են սպիտակուցային գործոններից եւ նուկլեոտիդներից:

Այս կառուցվածքային-ֆունկցիոնալ բաժանումը շատ իրական պայմանների պայմանական եւ ուժեղ պարզեցում է:

Ինչ է անում ՌՆԹ-ի պոլիմերազը:

Դրանց հետեւում ամրագրված են ռՌՆԱ գենների հիմնական transcripts ձեւավորման գործառույթը , այսինքն, դրանք ամենակարեւորն են: Վերջիններս ավելի հաճախ հայտնի են որպես 45S-RNA: Նրանց երկարությունը մոտ 13 հազար նուկլեոտիդ է: Դրանից ձեւավորվում են 28S-RNA, 18S-RNA եւ 5,8S-RNA: Շնորհիվ, որ դրանց ստեղծման համար օգտագործվում է միայն մեկ գրագիր, օրգանիզմը ստանում է «երաշխիք», որ մոլեկուլները ձեւավորվեն հավասար քանակությամբ: Միեւնույն ժամանակ, RNA- ն ուղղակիորեն ստեղծելու համար ստեղծվում է ընդամենը 7000 նուկլեոտիդ: Մնացած transcript- ն ընկնում է միջուկում: Նման մեծ մնացորդի վերաբերյալ կարծիք կա, որ անհրաժեշտ է ribosomes- ի ձեւավորման վաղ փուլերում: Բարձրագույն արարածների բջիջներում այս պոլիմերազների քանակը տատանվում է 40 հազար միավորի նշագծի շուրջ:

Ինչպես է կազմակերպվում:

Այսպիսով, մենք արդեն լավ նայում ենք առաջին ՌՆԹ-ի պոլիմերազին (prokaryotic-molecule structure): Այս պարագայում խոշոր ենթաունտները, ինչպես նաեւ բազմաթիվ այլ բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիպեպտիդները ունեն լավ տարբերակված ֆունկցիոնալ եւ կառուցվածքային տիրույթներ: Գենների կլոնավորման եւ դրանց առաջնային կառուցվածքի որոշման ժամանակ գիտնականները հայտնաբերել են շղթաների էվոլյուցիոն պահպանողական հատվածները: Օգտագործելով լավ արտահայտություն, հետազոտողները նաեւ կատարել են mutational վերլուծություն, ինչը թույլ է տալիս խոսել առանձին տիրույթների ֆունկցիոնալ նշանակության մասին: Դա կատարելու համար, պոլիփեպտիդային շղթաներում մանգաղենեզը ուղղելով, անհատական ամինաթթուները փոխվել են, եւ այդ փոփոխված ստորաբաժանումները օգտագործվել են ֆերմենտների ժողովում, որին հաջորդում են այդ կառուցվածքներում ստացված հատկությունների վերլուծությունը: Նշվեց, որ իր կազմակերպման շնորհիվ առաջին ՌՆԹ-ի պոլիմերազը ալֆա-ամատինի առկայության համար (բարձր թունավոր նյութ է, որը ձեռք է բերում գունատ ծայրահեղուկից) չի արձագանքում:

Օպերացիա

Թե ինչպես առաջին եւ երկրորդ ՌՆԹ-ի պոլիմերազները կարող են գոյություն ունենալ երկու ձեւերով: Նրանցից մեկը կարող է հանդես գալ, որպեսզի նախաձեռնի հատուկ տեքստը: Երկրորդը ԴՆԹ-ի կախվածությունը ՌՆԹ-ի պոլիմերազն է: Այս հարաբերակցությունը դրսեւորվում է գործունեության գործունեության մեծության մեջ: Թեման դեռեւս գտնվում է հետաքննության մեջ, սակայն արդեն հայտնի է, որ սա կախված է երկու transcription գործոններից, որոնք նշվում են որպես SL1 եւ UBF: Վերջինիս առանձնահատկությունն այն է, որ այն կարող է ուղղակիորեն կապել խթանողին, իսկ SL1- ը պահանջում է UBF- ի առկայությունը: Թեեւ այն փորձարկվել է, որ ԴՆԹ-կախված ՌՆԹ-ի պոլիմերազը կարող է ներգրավվել նվազագույն մակարդակով եւ առանց վերջինիս ներկայության: Սակայն այս մեխանիզմի բնականոն գործունեության համար դեռեւս անհրաժեշտ է UBF- ը: Ինչու: Դեռեւս հնարավոր չէ հաստատել այդ պահվածքի պատճառը: Ամենատարածված բացատրություններից մեկը ենթադրում է, որ UBF- ն հանդես է գալիս որպես խթանող, որը աճում եւ զարգանում է rDNA- ի արտագրման համար: Երբ մնացած փուլը գալիս է, պահպանվում է գործողության նվազագույն անհրաժեշտ մակարդակը: Եվ նրա համար, որ transcription գործոնների ներգրավումը կարեւոր չէ: Այդպես է աշխատում ՌՆԹ-ի պոլիմերազը: Այս ֆերմենտի գործառույթները թույլ են տալիս մեզ աջակցել մեր մարմնի փոքր «կառուցվածքային բլոկների» վերարտադրումը, որի շնորհիվ այն շարունակաբար թարմացվում է տասնամյակների ընթացքում:

Էնդիմերի երկրորդ խումբը

Նրանց գործելակերպը կարգավորվում է երկրորդ կարգի խթանողների միկրոպրոտի նախընտրական նախաձեռնող համալիրի հավաքով: Հաճախ դա արտահայտվում է հատուկ սպիտակուցներով `ակտիվացնող գործերում: Օրինակ օրինակ TBP- ն է: Սրանք այն գործոնները, որոնք կազմում են TFIID- ը: Նրանք թիրախ են p53, NF kappa B եւ այլն: Նրանց ազդեցությունը կարգավորելու գործընթացում գործադրվում են համակտիվացնող սպիտակուցներ: Որպես օրինակ, դուք կարող եք նշել GCN5- ը: Ինչու մեզ անհրաժեշտ է այդ սպիտակուցները: Նրանք հանդես են գալիս որպես ադապտացնող, որոնք հարմարեցնում են ակտիվացողների եւ գործոնների առաջացման գործոնները: Անձրագրման ճիշտ կատարման համար անհրաժեշտ է անհրաժեշտ նախաձեռնող գործոններ: Չնայած այն հանգամանքին, որ դրանցից վեցը կան, միայն մեկը կարող է ուղղակիորեն համագործակցել խթանողին հետ: Այլ դեպքերում անհրաժեշտ է երկրորդ ՌՆԹ-ի պոլիմերազի նախապատրաստված համալիր: Ավելին, այդ պրոցեսների ընթացքում պրոքսիմիական տարրերը մոտ են միայն 50-200 զույգից այն վայրից, որտեղ սկսվում է արտագրումը: Դրանք պարունակում են սպիտակուցի ակտիվացողների կապը:

Հատուկ առանձնահատկություններ

Արդյոք տարբեր ծագում ունեցող ֆերմենտների ստորաբաժանման կառուցվածքը ազդում է դրանց ֆունկցիոնալ դերի վրա: Այս հարցի ճշգրիտ պատասխան չկա, բայց հավանական է, որ դա ամենայն հավանականությամբ դրական է: Ինչպես է ՌՆԹ-ի պոլիմերազը կախված է դրա վրա: Պարզագույն ֆերմենտների ֆունկցիաները սահմանափակ գոտիների (կամ նույնիսկ դրանց փոքր մասերի) տառատեսակն են: Որպես օրինակ, մենք կարող ենք մեջբերել Okaucas- ի բեկորների RNA- ի պրինցենտների սինթեզ: ՌՆԹ-ի պոլիմերազի բակտերիաների եւ ֆագերի խթանիչի առանձնահատկությունն այն է, որ ֆերմենտները ունենալու են պարզ կառուցվածք եւ չեն տարբերվում բազմազանությամբ: Սա կարելի է դիտարկել բակտերիաների ԴՆԹ - ի վերարտադրության օրինակով: Թեեւ մենք կարող ենք նաեւ հաշվի առնել այն հանգամանքը, երբ ուսումնասիրվել է նույնիսկ T-Phage գենոմի բարդ կառուցվածքը, որի ընթացքում մշակվել է գենների տարբեր խմբերի միջեւ փոխկապակցման բազմակի արտագրումը, հայտնաբերվել է, որ դրա համար օգտագործվում է տիեզերական բարդ RNA պոլիմերազը: Այսինքն, նման դեպքերում պարզ ֆերմենտ չի առաջանում: Սա հանգեցնում է մի շարք հետեւանքների.

1. Eukaryotes եւ բակտերիաների RNA պոլիմերազները պետք է կարողանան ճանաչել տարբեր խթանողներին:
2. Անհրաժեշտ է, որ ֆերմենտները ունենան որոշակի ռեակցիա տարբեր կարգավորիչ սպիտակուցներ:
3. RNA պոլիմերազը պետք է կարողանա փոխել ձեւանմուշային ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդների հաջորդականության ճանաչման առանձնահատկությունը: Դա անելու համար օգտագործվում են մի շարք սպիտակուցներ:

Այսպիսով, օրգանիզմի անհրաժեշտությունը լրացուցիչ «կառուցվածքային» տարրերի համար: Արտագրման համալիրի սպիտակուցները օգնում են ՌՆԹ-ի պոլիմերազարին լիովին կատարել իր գործառույթները: Սա ամենից շատ վերաբերում է բարդ կառուցվածքների ֆերմենտներին, որոնց հնարավորությունները գենետիկ տեղեկատվության իրականացման լայնածավալ ծրագրի իրականացումն է: Տարբեր խնդիրների շնորհիվ մենք կարող ենք դիտարկել ՌՆԹ-ի պոլիմերազների կառուցվածքի յուրահատուկ հիերարխիա:

Ինչպես է տեղի ունենում արտագրման գործընթացը:

Արդյոք կա մի գեն, որը պատասխանատու է ՌՆԹ պոլիմերազի հետ: Սկսելու համար, որ transcription մասին: eukaryotes է, գործընթացը տեղի է ունենում միջուկում: Prokaryotes- ում այն հոսում է միկրոօրգանիզմի ներսում: Պոլիմերազի փոխազդեցությունը հիմնված է առանձին մոլեկուլների լրացուցիչ զուգավորման հիմնարար սկզբունքային սկզբունքների վրա: Շփման հարցերի վերաբերյալ կարելի է ասել, որ ԴՆԹ-ն գործում է բացառապես որպես մատրիցա եւ չի փոխվում transcription- ում: Քանի որ ԴՆԹը ինտեգրալ ֆերմենտ է, համոզված է, որ այս պոլիմերի համար պատասխանատու է գենը, բայց դա կլինի շատ երկար: Չպետք է մոռանալ, որ ԴՆԹ-ն պարունակում է 3.1 միլիարդ նուկլեոտիդ մնացորդ: Հետեւաբար ավելի ճիշտ է ասել, որ յուրաքանչյուր ՌՆԹ-ի տեսակը ունի իր սեփական ԴՆԹ-ն: Պոլիմերազի ռեակցիայի ընթացքում անհրաժեշտ են էներգիայի աղբյուրներ եւ ռիբոնուկլեոտիդ-տրիֆոսֆատային նյութեր: Նրանց ներկայությամբ ձեւավորվում են ribonucleoside monophosphates- ի 3 ', 5'-ֆոսֆոդեիստերային կապերը: ՌՆԹ-ի մոլեկուլը սկսում է սինթեզել որոշակի ԴՆԹ-ի հաջորդականության (պրոտոկորատորների) մեջ: Այս գործընթացը ավարտվում է բաժինները դադարեցնելու մեջ (դադարեցումներ): Կայքը, որը ներգրավված է այստեղ, կոչվում է transcripton: Eukaryotes է սովորաբար ընդամենը մեկ գեն, իսկ prokaryotes կարող են ունենալ մի քանի մասերի կոդը. Յուրաքանչյուր գրագիր ունի ոչինչֆորմական գոտի: Նրանք պարունակում են կոնկրետ nucleotide sequences, որոնք շաղկապում են նախկինում նշվող կարգավորիչ գործառույթների հետ:

Բակտերիալ RNA պոլիմերազները

Այս միկրոօրգանիզմներում մեկ ֆերմենտը պատասխանատու է mRNA, rRNA եւ tRNA- ի սինթեզի համար: Միջին պոլիմերազի մոլեկուլը ունի մոտ 5 միավոր: Նրանցից երկուսը գործում են որպես ֆերմենտի պարտադիր տարրեր: Մյուս ստորաբաժանումը ներգրավվում է սինթեզի նախաձեռնման մեջ: Գոյություն ունի նաեւ ֆերմենտային բաղադրիչ ոչ կոնկրետ ԴՆԹ-ի համար: Իսկ վերջին ենթապաշտպանությունը զբաղվում է ՌՆԹ-ի պոլիմերազի աշխատանքի ձեւով: Պետք է նշել, որ ֆերմենտային մոլեկուլները գտնվում են մակերեսային ցիտոպլազմում «ազատ» լողում: Երբ ՌՆԹ-ի պոլիմերազները չեն օգտագործվում, դրանք կապված են անհասկանալի ԴՆԹ-ի շրջանների հետ եւ սպասում են ակտիվ խթանողին հայտնաբերելու համար: Թեմանից փոքր-ինչ շեղում, պետք է ասել, որ այն շատ հարմար է բակտերիաների վրա, որոնք ուսումնասիրում են սպիտակուցները եւ դրանց ազդեցությունը ribonucleic acid- ի պոլիմերազների վրա: Հատկապես հարմար է նրանց փորձարկել անհատական տարրերի խթանման կամ արգելման վրա: Վերարտադրման բարձր մակարդակի շնորհիվ, ցանկալի արդյունքը կարելի է համեմատաբար արագ հասնել: Ախր, մարդկային հետազոտությունները չեն կարող իրականացվել նման արագ տեմպով մեր կառուցվածքային բազմազանության շնորհիվ:

Ինչպես է ՌՆԹ-ի պոլիմերազը «արմատ դառնում» տարբեր ձեւերով:

Այսպիսով հոդվածը մոտեցում է տրամաբանական եզրակացությանը: Հիմնական ուշադրություն է դարձվել eukaryotes- ին: Բայց կան հնաոճ եւ վիրուսներ: Ուստի ուզում եմ մի փոքր ուշադրություն դարձնել կյանքի այս ձեւերին: Արխայների կյանքում գոյություն ունի միայն մեկ RNA պոլիմերազարդ խումբ: Բայց դա իր բնույթով չափազանց նման է էվուկիոտների երեք միություններին: Շատ գիտնականներ ենթադրում են, որ այն, ինչ մենք կարող ենք դիտարկել հնէաբանների մեջ, իրականում մասնագիտացված պոլիմերազների էվոլյուցիոն նախնի է: Հետաքրքիր է նաեւ վիրուսների կառուցվածքը: Ինչպես նախկինում հաղորդվել է, ոչ բոլոր նման միկրոօրգանիզմներն ունեն իրենց պոլիմերազը: Եվ ուր է դա, դա մի ենթաինտիտ է: Ակնկալվում է, որ վիրուսային ֆերմենտները առաջանում են ԴՆԹ-ի պոլիմերազներից, այլ ոչ թե բարդ RNA կառուցվածքներից: Թեեւ միկրոօրգանիզմների այս խմբի բազմազանության շնորհիվ հանդիպում է կենսաբանական մեխանիզմի տարբեր տեսակի իրականացմանը:

Եզրակացություն

Վատ, այժմ մարդկությունը չունի դեռեւս անհրաժեշտ բոլոր տեղեկությունները, որոնք անհրաժեշտ են գենոմը հասկանալու համար: Եվ միայն մեկը կարող էր դա անել: Գրեթե բոլոր հիմունքներով հիվանդությունները ունեն իրենց գենետիկական հիմքը `դա վերաբերում է հիմնականում վիրուսներին, որոնք անընդհատ մեզ են տալիս խնդիրներ, վարակների եւ այլն: Առավել բարդ եւ անբուժելի հիվանդությունները, նրանք նույնպես, անմիջականորեն կամ անուղղակիորեն կախված են մարդու գենոմայից: Երբ մենք սովորում ենք հասկանալ ինքներս մեզ եւ կիրականացնենք այս գիտելիքը օգտակարության համար, շատ խնդիրներ եւ հիվանդություններ պարզապես դադարում են գոյություն ունենալ: Արդեն շատ սարսափելի հիվանդություններ, ինչպիսիք են ծղոտը, ժանտախտը, դարձել են անցյալի բան: Պատրաստվեք այնտեղ գնալ խոզուկներ, ուրվական հազ. Բայց դուք չպետք է հանգստանաք, քանի որ մեր առջեւ դեռ շատ տարբեր մարտահրավերներ են, որոնց համար պետք է գտնել պատասխանը: Եվ նա կգտնվի, որովհետեւ ամեն ինչ այդպես է գնում: