Η RNA πολυμεράση είναι ένα ένζυμο απαραίτητο για τη μεταγραφή του DNA σε RNA. Είναι υπεύθυνη για τη σύνθεση μορίων RNA από ένα πρότυπο DNA. Η δομή της RNA πολυμεράσης είναι ιδιαίτερα συντηρημένη σε όλους τους οργανισμούς, από τα βακτήρια έως τους ανθρώπους.
Στα προκαρυωτικά, όπως τα βακτήρια, η RNA πολυμεράση αποτελείται από αρκετές υπομονάδες που συνεργάζονται για να αναγνωρίσουν τους υποκινητές του DNA και να ξεκινήσουν τη μεταγραφή. Στα ευκαρυωτικά, η RNA πολυμεράση είναι πιο σύνθετη, καθώς διαιρείται σε διάφορες μορφές που μεταγράφουν διαφορετικούς τύπους RNA, όπως αγγελιοφόρο RNA, ριβοσωμικό RNA και RNA μεταφοράς.
Εκτός από την κύρια λειτουργία της στην μεταγραφή του DNA, η RNA πολυμεράση παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, ανταποκρινόμενη σε εσωτερικά και εξωτερικά σήματα και ενεργοποιώντας ή απενεργοποιώντας τη μεταγραφή συγκεκριμένων γονιδίων. Εν ολίγοις, η RNA πολυμεράση είναι ένα θεμελιώδες ένζυμο για τη σύνθεση RNA σε όλους τους οργανισμούς, παίζοντας κρίσιμο ρόλο στην γονιδιακή έκφραση και την κυτταρική λειτουργία.
Έλεγχος της δραστικότητας της RNA πολυμεράσης: ρυθμιστικοί μηχανισμοί εντός του κυττάρου.
Η RNA πολυμεράση είναι ένα ένζυμο απαραίτητο για τη σύνθεση RNA σε όλους τους οργανισμούς. Παίζει θεμελιώδη ρόλο στη μεταγραφή του DNA σε αγγελιοφόρο RNA, το οποίο με τη σειρά του μεταφράζεται σε πρωτεΐνες. Η ρύθμιση της δραστηριότητας της RNA πολυμεράσης είναι κρίσιμη για τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης και, κατά συνέπεια, της κυτταρικής ομοιόστασης.
Υπάρχουν διάφοροι μηχανισμοί για τη ρύθμιση της δραστικότητας της RNA πολυμεράσης, τόσο στους προκαρυώτες όσο και στους ευκαρυώτες. Στους προκαρυώτες, η ρύθμιση συμβαίνει κυρίως μέσω πρωτεϊνών που ονομάζονται παράγοντες σίγμα, οι οποίες συνδέονται με την RNA πολυμεράση και κατευθύνουν τη δράση της σε συγκεκριμένους υποκινητές. Επιπλέον, η σύνδεση πρωτεϊνών ενεργοποιητή ή καταστολέα στο DNA μπορεί να τροποποιήσει την αλληλεπίδραση της RNA πολυμεράσης με τον υποκινητή, ελέγχοντας έτσι την έναρξη της μεταγραφής.
Στους ευκαρυώτες, η ρύθμιση της δραστικότητας της RNA πολυμεράσης είναι πιο περίπλοκη, περιλαμβάνοντας μια ποικιλία βοηθητικών πρωτεϊνών και μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις. Για παράδειγμα, η φωσφορυλίωση της RNA πολυμεράσης από την κυκλινοεξαρτώμενη κινάση μπορεί να διεγείρει ή να αναστείλει τη μεταγραφή ορισμένων γονιδίων. Επιπλέον, παράγοντες μεταγραφής όπως οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς μπορούν να αλληλεπιδράσουν με την RNA πολυμεράση και να ρυθμίσουν τη δραστηριότητά της.
Συνοπτικά, η ρύθμιση της δραστηριότητας της RNA πολυμεράσης είναι μια κρίσιμη διαδικασία για την ορθή γονιδιακή έκφραση μέσα στο κύτταρο. Η κατανόηση αυτών των ρυθμιστικών μηχανισμών είναι θεμελιώδης για την ανάπτυξη νέων θεραπειών και την πρόοδο της μοριακής βιολογίας.
Διαφορές στην παραγωγή mRNA μεταξύ ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών οργανισμών: κατανοήστε τις κύριες διακρίσεις.
Η σύνθεση του αγγελιοφόρου RNA (mRNA) είναι μια θεμελιώδης διαδικασία στην γονιδιακή έκφραση, η οποία διαφέρει σημαντικά μεταξύ των ευκαρυωτικών και των προκαρυωτικών οργανισμών. Μία από τις κύριες διαφορές σχετίζεται με την RNA πολυμεράση , το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση RNA από το DNA.
Στα προκαρυωτικά, η RNA πολυμεράση αποτελείται από μία μόνο υπομονάδα, ενώ στα ευκαρυωτικά, αποτελείται από πολλαπλές υπομονάδες. Αυτή η δομική πολυπλοκότητα δίνει στην ευκαρυωτική RNA πολυμεράση την ικανότητα να αναγνωρίζει και να μεταγράφει συγκεκριμένες περιοχές του DNA, όπως υποκινητές και ενισχυτές, με μεγαλύτερη ακρίβεια και με μεγαλύτερη ρύθμιση.
Επιπλέον, η μεταγραφική ρύθμιση είναι πιο περίπλοκη στους ευκαρυώτες, καθώς περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση παραγόντων μεταγραφής, τροποποιήσεων ιστονών και εξειδικευμένων RNA πολυμερασών για τη μεταγραφή διαφορετικών τύπων γονιδίων. Στους προκαρυώτες, η μεταγραφή είναι πιο άμεση και λιγότερο ρυθμιζόμενη, με αποτέλεσμα την ταχύτερη και πιο αποτελεσματική παραγωγή mRNA.
Αυτές οι διαφορές στην παραγωγή mRNA μεταξύ ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών οργανισμών έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης και της κυτταρικής λειτουργίας στο σύνολό της. Η κατανόηση των διαφορών στη δομή και τη λειτουργία της RNA πολυμεράσης είναι απαραίτητη για την αποσαφήνιση των μηχανισμών που ελέγχουν την γονιδιακή έκφραση σε διαφορετικούς τύπους οργανισμών.
Πολυμεράση: κατανόηση της σημασίας της στην αντιγραφή του DNA και του RNA.
Η πολυμεράση είναι ένα απαραίτητο ένζυμο στη διαδικασία αντιγραφής του DNA και του RNA. Η λειτουργία της είναι να συνθέτει νέες νουκλεοτιδικές αλυσίδες από ένα υπάρχον μόριο DNA ή RNA. Η πολυμεράση λειτουργεί ως «μοριακή γραφομηχανή», αντιγράφοντας γενετικές πληροφορίες και διασφαλίζοντας τη σωστή μετάδοσή τους στα θυγατρικά κύτταρα.
Στην περίπτωση της RNA πολυμεράσης, αυτό το ένζυμο είναι υπεύθυνο για τη μεταγραφή του DNA σε μόρια αγγελιοφόρου RNA (mRNA), τα οποία αργότερα μεταφράζονται σε πρωτεΐνες. Η RNA πολυμεράση είναι απαραίτητη για την γονιδιακή έκφραση και τη σύνθεση πρωτεϊνών που είναι θεμελιώδεις για την κυτταρική λειτουργία.
Η δομή της RNA πολυμεράσης ποικίλλει μεταξύ των προκαρυωτικών και των ευκαρυωτικών οργανισμών. Στα προκαρυωτικά, η RNA πολυμεράση αποτελείται από αρκετές υπομονάδες, συμπεριλαμβανομένης της σίγμα υπομονάδας, η οποία αναγνωρίζει τον υποκινητή του γονιδίου και ξεκινά τη μεταγραφή. Στα ευκαρυωτικά, η RNA πολυμεράση είναι πιο σύνθετη, αποτελούμενη από πολλαπλές υπομονάδες που είναι υπεύθυνες για τη ρύθμιση της μεταγραφής διαφορετικών τύπων RNA.
Η RNA πολυμεράση παίζει κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, ελέγχοντας ποια γονίδια μεταγράφονται και πότε. Μπορεί να επηρεαστεί από διάφορους παράγοντες, όπως κυτταρικά σήματα, ρυθμιστικές πρωτεΐνες και επιγενετικές τροποποιήσεις.
Συνοπτικά, η RNA πολυμεράση είναι ένα βασικό ένζυμο για την αντιγραφή του DNA και του RNA, παίζοντας κρίσιμο ρόλο στη σύνθεση μορίων αγγελιοφόρου RNA και στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Η ακριβής και αποτελεσματική λειτουργία της είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της γονιδιωματικής ακεραιότητας και της σωστής κυτταρικής λειτουργίας.
Τύποι RNA πολυμερασών που βρίσκονται σε ευκαρυωτικούς οργανισμούς: μια λεπτομερής ανάλυση.
Οι RNA πολυμεράσες είναι απαραίτητα ένζυμα για τη μεταγραφή του DNA σε RNA, μια θεμελιώδη διαδικασία για την γονιδιακή έκφραση στους οργανισμούς. Στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι RNA πολυμερασών, καθεμία από τις οποίες είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφή διαφορετικών τύπων γονιδίων.
Η RNA πολυμεράση Ι είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφή γονιδίων που κωδικοποιούν ριβοσωμικό RNA (rRNA). Αυτός ο τύπος RNA είναι απαραίτητος για τη σύνθεση πρωτεϊνών στα ευκαρυωτικά κύτταρα. Η RNA πολυμεράση II είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφή γονιδίων που κωδικοποιούν αγγελιοφόρο RNA (mRNA), το οποίο περιέχει τη γενετική πληροφορία για τη σύνθεση πρωτεϊνών. Τέλος, η RNA πολυμεράση III είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφή γονιδίων που κωδικοποιούν RNA μεταφοράς (tRNA) και άλλους τύπους μικρού RNA.
Κάθε RNA πολυμεράση αποτελείται από αρκετές υπομονάδες που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μεταγραφής. Η RNA πολυμεράση II, για παράδειγμα, αποτελείται από 12 διαφορετικές υπομονάδες που συνεργάζονται για να συνθέσουν το αγγελιοφόρο RNA με ακρίβεια και αποτελεσματικότητα.
Επιπλέον, οι RNA πολυμεράσες στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς ρυθμίζονται από διάφορους παράγοντες μεταγραφής που ελέγχουν την γονιδιακή έκφραση σε απόκριση σε εσωτερικά και εξωτερικά ερεθίσματα. Αυτοί οι παράγοντες μεταγραφής διασφαλίζουν ότι τα γονίδια μεταγράφονται στον σωστό χρόνο και στις σωστές ποσότητες, διασφαλίζοντας την κυτταρική ομοιόσταση.
Συνοπτικά, οι RNA πολυμεράσες παίζουν θεμελιώδη ρόλο στη μεταγραφή του DNA σε RNA στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, διασφαλίζοντας την ορθή έκφραση των γονιδίων και τη σύνθεση πρωτεϊνών απαραίτητων για την επιβίωση των κυττάρων.
RNA πολυμεράση: δομή, λειτουργίες, προκαρυωτικά, ευκαρυωτικά
Η RNA πολυμεράση είναι ένα σύμπλοκο ενζύμων που είναι υπεύθυνο για τη μεσολάβηση του πολυμερισμού ενός μορίου RNA από μια αλληλουχία DNA χρησιμοποιώντας το ως πρότυπο. Αυτή η διαδικασία είναι το πρώτο βήμα στην γονιδιακή έκφραση και ονομάζεται μεταγραφή. Η RNA πολυμεράση συνδέεται με το DNA σε μια πολύ συγκεκριμένη περιοχή γνωστή ως υποκινητής.
Αυτό το ένζυμο—και η διαδικασία μεταγραφής γενικότερα—είναι πιο πολύπλοκο στους ευκαρυώτες παρά στους προκαρυώτες. Οι ευκαρυώτες διαθέτουν πολλαπλές RNA πολυμεράσες εξειδικευμένες για συγκεκριμένους τύπους γονιδίων, σε αντίθεση με τους προκαρυώτες, όπου όλα τα γονίδια μεταγράφονται από μία μόνο κατηγορία πολυμεράσης.
Πηγή: I, Splete [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]
Η αυξημένη πολυπλοκότητα εντός της ευκαρυωτικής γενεαλογίας σε στοιχεία που σχετίζονται με τη μεταγραφή πιθανότατα σχετίζεται με ένα πιο εξελιγμένο σύστημα γονιδιακής ρύθμισης που είναι τυπικό των πολυκύτταρων οργανισμών.
Στα αρχαία, η μεταγραφή είναι παρόμοια με τη διαδικασία που συμβαίνει στα ευκαρυωτικά, αν και έχουν μόνο μία πολυμεράση.
Οι πολυμεράσες δεν δρουν μόνες τους. Για να ξεκινήσει σωστά η διαδικασία μεταγραφής, είναι απαραίτητη η παρουσία πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων που ονομάζονται παράγοντες μεταγραφής.
Δομή
Οι καλύτερα χαρακτηρισμένες RNA πολυμεράσες είναι οι βακτηριακές πολυμεράσες. Αποτελούνται από πολλαπλές πολυπεπτιδικές αλυσίδες. Το ένζυμο έχει αρκετές υπομονάδες, που καταλογογραφούνται ως α, β, β′ και σ. Η τελευταία υπομονάδα έχει αποδειχθεί ότι δεν συμμετέχει άμεσα στην κατάλυση, αλλά εμπλέκεται σε ειδική σύνδεση DNA.
Στην πραγματικότητα, αν εξαλείψουμε την υπομονάδα σ, η πολυμεράση μπορεί ακόμα να καταλύσει την αντίστοιχη αντίδραση, αλλά σε λάθος περιοχές.
Η υπομονάδα α έχει μάζα 40.000 Dalton και υπάρχουν δύο. Από τις υπομονάδες β και β′, υπάρχει μόνο μία, και έχουν μάζα 1 και 155.000 Dalton, αντίστοιχα.
Αυτές οι τρεις δομές βρίσκονται στον πυρήνα του ενζύμου, ενώ η υπομονάδα σ βρίσκεται πιο μακριά και ονομάζεται παράγοντας σίγμα. Το πλήρες ένζυμο—ή ολοένζυμο—έχει συνολικό βάρος περίπου 480.000 Daltons.
Η δομή της RNA πολυμεράσης ποικίλλει σημαντικά και εξαρτάται από την ομάδα που μελετάται. Ωστόσο, σε όλους τους οργανισμούς, είναι ένα σύνθετο ένζυμο που αποτελείται από αρκετές μονάδες.
Λειτουργίες
Η λειτουργία της RNA πολυμεράσης είναι ο πολυμερισμός των νουκλεοτιδίων μιας αλυσίδας RNA, η οποία κατασκευάζεται από ένα πρότυπο DNA.
Όλες οι πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την κατασκευή και την ανάπτυξη ενός οργανισμού είναι γραμμένες στο DNA του. Ωστόσο, αυτές οι πληροφορίες δεν μεταφράζονται απευθείας σε πρωτεΐνες. Απαιτείται ένα ενδιάμεσο βήμα για τη μεταφορά των πληροφοριών σε ένα μόριο αγγελιοφόρου RNA.
Αυτός ο μετασχηματισμός της γλώσσας του DNA σε RNA γίνεται μέσω της RNA πολυμεράσης και το φαινόμενο ονομάζεται μεταγραφή. Αυτή η διαδικασία είναι παρόμοια με την αντιγραφή του DNA.
Σε προκαρυωτικά
Οι προκαρυώτες είναι μονοκύτταροι οργανισμοί χωρίς καθορισμένο πυρήνα. Από όλους τους προκαρυώτες, ο οργανισμός που έχει μελετηθεί περισσότερο είναι το Escherichia coli . Αυτό το βακτήριο είναι ένας φυσιολογικός κάτοικος της μικροχλωρίδας μας και έχει αποτελέσει ιδανικό μοντέλο για τους γενετιστές.
Η RNA πολυμεράση απομονώθηκε για πρώτη φορά σε αυτόν τον οργανισμό και οι περισσότερες μελέτες μεταγραφής έχουν πραγματοποιηθεί σε E. coli. Σε ένα μόνο κύτταρο αυτού του βακτηρίου, μπορούμε να βρούμε έως και 7000 μόρια πολυμεράσης.
Σε αντίθεση με τα ευκαρυωτικά που έχουν τρεις τύπους RNA πολυμερασών, στα προκαρυωτικά όλα τα γονίδια υποβάλλονται σε επεξεργασία από έναν μόνο τύπο πολυμεράσης.
Σε ευκαρυωτικά κύτταρα
Τι είναι ένα γονίδιο;
Τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι οργανισμοί που διαθέτουν πυρήνα συνδεδεμένο με μεμβράνη και διάφορα οργανίδια. Τα ευκαρυωτικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από τρεις τύπους πυρηνικών RNA πολυμερασών, καθεμία από τις οποίες είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφή συγκεκριμένων γονιδίων.
Ο όρος «γονίδιο» δεν είναι εύκολος στον ορισμό. Συνήθως, έχουμε συνηθίσει να αποκαλούμε «γονίδιο» οποιαδήποτε αλληλουχία DNA που τελικά μεταφράζεται σε πρωτεΐνη. Ενώ η παραπάνω δήλωση είναι αληθής, υπάρχουν επίσης γονίδια των οποίων το τελικό προϊόν είναι ένα RNA (και όχι μια πρωτεΐνη) ή γονίδια που εμπλέκονται στη ρύθμιση της έκφρασης.
Υπάρχουν τρεις τύποι πολυμερασών, που ονομάζονται I, II και III. Παρακάτω, θα περιγράψουμε τις λειτουργίες τους:
RNA πολυμεράση II
Τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες—τα οποία περιλαμβάνουν το αγγελιοφόρο RNA—μεταγράφονται από την RNA πολυμεράση II. Λόγω της σημασίας της στη σύνθεση πρωτεϊνών, είναι η πολυμεράση που έχει μελετηθεί περισσότερο από τους ερευνητές.
Παράγοντες μεταγραφής
Αυτά τα ένζυμα δεν μπορούν να κατευθύνουν τη διαδικασία μεταγραφής από μόνα τους· απαιτούν την παρουσία πρωτεϊνών που ονομάζονται παράγοντες μεταγραφής. Μπορούν να διακριθούν δύο τύποι παραγόντων μεταγραφής: οι γενικοί και οι πρόσθετοι.
Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στη μεταγραφή όλων των υποκινητών της πολυμεράσης II. Αυτές αποτελούν τον βασικό μηχανισμό της μεταγραφής.
Σε συστήματα in vitro , έχουν χαρακτηριστεί πέντε γενικοί παράγοντες που είναι απαραίτητοι για την έναρξη της μεταγραφής από την RNA πολυμεράση II. Αυτοί οι υποκινητές μοιράζονται μια συναινετική αλληλουχία που ονομάζεται "κουτί TATA".
Το πρώτο βήμα στη μεταγραφή περιλαμβάνει τη σύνδεση ενός παράγοντα που ονομάζεται TFIID στο πλαίσιο TATA. Αυτή η πρωτεΐνη είναι ένα σύμπλεγμα με αρκετές υπομονάδες - μεταξύ των οποίων, μια ειδική θέση σύνδεσης για το πλαίσιο. Αποτελείται επίσης από δώδεκα πεπτίδια που ονομάζονται TAF ( παράγοντες που σχετίζονται με TBP ).
Ένας τρίτος παράγοντας που εμπλέκεται είναι ο TFIIF. Μετά την στρατολόγηση της πολυμεράσης II, οι παράγοντες TFIIE και TFIIH απαιτούνται για την έναρξη της μεταγραφής.
RNA πολυμεράση Ι και III
Τα ριβοσωματικά RNA είναι δομικά στοιχεία των ριβοσωμάτων. Εκτός από το ριβοσωματικό RNA, τα ριβοσώματα αποτελούνται από πρωτεΐνες και είναι υπεύθυνα για τη μετάφραση ενός μορίου αγγελιοφόρου RNA σε πρωτεΐνη.
Τα RNA μεταφοράς συμμετέχουν επίσης σε αυτή τη διαδικασία μετάφρασης, οδηγώντας στο σχηματισμό του αμινοξέος που θα ενσωματωθεί στην πολυπεπτιδική αλυσίδα.
Αυτά τα RNA (ριβοσωμικά και μεταφορικά) μεταγράφονται από τις RNA πολυμεράσες I και III. Η RNA πολυμεράση I είναι ειδική για τη μεταγραφή των μεγαλύτερων ριβοσωμικών RNA, γνωστών ως 28S, 28S και 5.8S. Το S αναφέρεται στον συντελεστή καθίζησης, δηλαδή στους ρυθμούς καθίζησης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φυγοκέντρησης.
Η RNA πολυμεράση III είναι υπεύθυνη για τη μεταγραφή γονιδίων που κωδικοποιούν μικρά ριβοσωμικά RNA (5S).
Επιπλέον, ένας αριθμός μικρών RNA (θυμηθείτε ότι υπάρχουν διάφοροι τύποι RNA, όχι μόνο τα πιο γνωστά αγγελιοφόρα, ριβοσωμικά και μεταφορικά RNA), όπως τα μικρά πυρηνικά RNA, μεταγράφονται από την RNA πολυμεράση III.
Παράγοντες μεταγραφής
Η RNA πολυμεράση Ι, η οποία προορίζεται αποκλειστικά για τη μεταγραφή ριβοσωμικών γονιδίων, απαιτεί αρκετούς παράγοντες μεταγραφής για τη δράση της. Τα γονίδια που κωδικοποιούν ριβοσωμικό RNA έχουν έναν υποκινητή που βρίσκεται περίπου 150 ζεύγη βάσεων ανοδικά της θέσης έναρξης της μεταγραφής.
Ο υποκινητής αναγνωρίζεται από δύο παράγοντες μεταγραφής: τον UBF και τον SL1. Αυτοί συνδέονται συνεργατικά με τον υποκινητή και στρατολογούν την πολυμεράση Ι, σχηματίζοντας το σύμπλεγμα έναρξης.
Αυτοί οι παράγοντες αποτελούνται από αρκετές πρωτεϊνικές υπομονάδες. Ομοίως, η TBP φαίνεται να είναι ένας κοινός μεταγραφικός παράγοντας και για τις τρεις πολυμεράσες στους ευκαρυώτες.
Για την RNA πολυμεράση III, έχουν ταυτοποιηθεί οι παράγοντες μεταγραφής TFIIIA, TFIIIB και TFIIIC. Αυτοί συνδέονται διαδοχικά με το μεταγραφικό σύμπλεγμα.
RNA πολυμεράση σε οργανίδια
Ένα από τα διακριτικά χαρακτηριστικά των ευκαρυωτικών οργανισμών είναι τα υποκυτταρικά διαμερίσματα που ονομάζονται οργανίδια. Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες θυμίζουν το προαναφερθέν ένζυμο, την RNA πολυμεράση, στα βακτήρια. Αυτές οι πολυμεράσες είναι ενεργές και μεταγράφουν το DNA που βρίσκεται σε αυτά τα οργανίδια.
Σύμφωνα με την ενδοσυμβιωτική θεωρία, τα ευκαρυωτικά κύτταρα προκύπτουν από ένα συμβιωτικό γεγονός στο οποίο ένα βακτήριο περιέβαλε ένα μικρότερο. Αυτό το σχετικό εξελικτικό γεγονός εξηγεί την ομοιότητα μεταξύ των μιτοχονδριακών πολυμερασών και των βακτηριακών πολυμερασών.
Στα αρχαία
Όπως και στα βακτήρια, έτσι και στα αρχαία υπάρχει μόνο ένας τύπος πολυμεράσης που είναι υπεύθυνος για τη μεταγραφή όλων των γονιδίων του μονοκύτταρου οργανισμού.
Ωστόσο, η αρχαϊκή RNA πολυμεράση έχει πολύ παρόμοια δομή με τις ευκαρυωτικές RNA πολυμεράσες. Διαθέτουν ένα πλαίσιο TATA και παράγοντες μεταγραφής, συγκεκριμένα TBP και TFIIB.
Γενικά, η διαδικασία μεταγραφής στους ευκαρυώτες είναι αρκετά παρόμοια με αυτή που παρατηρείται στα αρχαία.
Διαφορές με την DNA πολυμεράση
Η αντιγραφή του DNA ενορχηστρώνεται από ένα σύμπλεγμα ενζύμων που ονομάζεται DNA πολυμεράση. Αν και αυτό το ένζυμο συχνά συγκρίνεται με την RNA πολυμεράση —και οι δύο καταλύουν τον πολυμερισμό μιας νουκλεοτιδικής αλυσίδας στην κατεύθυνση 5' προς 3'— διαφέρει με διάφορους τρόπους.
Η DNA πολυμεράση χρειάζεται ένα μικρό νουκλεοτιδικό θραύσμα για να ξεκινήσει την αντιγραφή του μορίου, που ονομάζεται εκκινητής. Η RNA πολυμεράση μπορεί να ξεκινήσει τη σύνθεση de novo και δεν χρειάζεται την πρώτη για τη δράση της.
Η DNA πολυμεράση είναι ικανή να συνδέεται με πολλαπλές θέσεις κατά μήκος ενός χρωμοσώματος, ενώ η πολυμεράση συνδέεται μόνο με υποκινητές γονιδίων.
Όσον αφορά τους μηχανισμούς διόρθωσης ενζύμων , αυτοί της DNA πολυμεράσης είναι πολύ πιο γνωστοί, καθώς μπορούν να διορθώσουν εσφαλμένα νουκλεοτίδια που πολυμερίστηκαν κατά λάθος.
Αναφορές
- Cooper, GM, Hausman, RE· και Hausman, RE (2000).Το κύτταρο: μια μοριακή προσέγγιση (Τόμος 2). Ουάσινγκτον, DC: ASM Press.
- Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., … & Matsudaira, P. (2008).Μοριακή κυτταρική βιολογία Μακμίλαν
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. (2002) Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου. 4η έκδοση. Νέα Υόρκη: Garland Science
- Πιρς, Πτυχίο (2009).Γενετική: Μια εννοιολογική προσέγγιση Παναμερικανική Ιατρική Εκπαίδευση.
- Λιούιν, Β. (1975).γονιδιακή έκφραση Βιβλία UMI κατ' απαίτηση.