Innehåll
Ribonukleinsyra, eller RNA, spelar flera viktiga roller i en cellliv. Det fungerar som en budbärare och vidarebefordrar den genetiska koden från deoxiribonukleinsyra eller DNA till cellens proteinsyntesmaskiner. Ribosomalt RNA går samman med proteiner för att bilda ribosomer, cellens proteinfabriker. Överför RNA skickar aminosyror till växande proteinsträngar när ribosomer översätter budbärar-RNA. Andra former av RNA hjälper till att kontrollera cellaktivitet. Enzymet RNA-polymeras, eller RNAP, som har flera former, ansvarar för att förlänga RNA-kedjan under transkriptionen av DNA.
RNA-polymerasstruktur
I eukaryota celler - det vill säga celler med organiserade kärnor - märks de olika RNAP-typerna I till V. Var och en har en något annorlunda struktur och var och en skapar en annan uppsättning RNA. Till exempel är RNAP II ansvarig för att skapa messenger RNA, eller mRNA. Prokaryota celler (som inte har organiserade kärnor) har en typ av RNAP. Enzymet består av flera proteinsubenheter som utför olika funktioner under transkription. Ett aktivt ställe som innehåller en magnesiumatom är platsen inom enzymet vid vilket RNA förlänger. Det aktiva stället lägger till sockerfosfatgrupper till den växande RNA-strängen och fäster nukleotidbaser enligt basparparreglerna.
Basparning
DNA är en lång molekyl med en ryggrad som består av växlande socker- och fosfatenheter. En av fyra nukleotidbaser - en- eller dubbelringade molekyler som innehåller kväve - hänger av varje sockerenhet. De fyra DNA-baserna är märkta A, T, C och G. Sekvensen av baspar längs DNA-molekylen dikterar sekvensen av aminosyror i de proteiner som syntetiseras av cellen. DNA existerar vanligtvis som en dubbel spiral där baserna i två strängar binder till varandra enligt basparingsregler: A- och T-baserna bildar en uppsättning par, medan C och G bildar den andra uppsättningen. RNA är en besläktad, enkelsträngad molekyl som iakttar samma basparringsregler under DNA-transkription, med undantag för att U-basen ersätts med T i RNA.
Transkription initiering
Proteininitieringsfaktorer måste bilda ett komplex med en molekyl av RNA-polymeras innan transkription kan börja. Dessa faktorer gör det möjligt för enzymet att binda till promotorregioner - fästpunkter för olika transkriptionsenheter - på en DNA-sträng. Transkriptionsenheter är sekvenser av en eller flera gener, som är de proteinspecifika delarna av en DNA-sträng. RNA-polymeraskomplexet skapar en transkriptionsbubbla genom att packa upp en del av DNA-dubbelhelixen i början av transkriptionsenheten. Enzymkomplexet börjar sedan montera RNA genom att läsa DNA-mallsträngen en bas i taget.
Förlängning och uppsägning
RNA-polymeraskomplexet kan göra många falska startar innan töjningen börjar. I en felaktig start transkriberar enzymet cirka 10 baser och avbryter sedan processen och startar om. Förlängning kan endast börja när RNAP frisätter de initierande proteinfaktorer som förankrar den till DNA-promotorregionen. När förlängningen är på gång, enzymet enlists töjningsfaktorer för att hjälpa till att flytta transkription bubblan ner DNA-strängen. Den rörliga RNAP-molekylen förlänger den nya RNA-strängen genom att tillsätta sockerfosfatenheter och nukleotidbaser som kompletterar baserna på DNA-mallen. Om RNAP upptäcker en felkopplad bas kan den klyva och syntetisera det felaktiga RNA-segmentet. Transkription slutar när enzymet läser en stoppsekvens på DNA-mallen. Vid terminering släpper RNAP-enzymet RNA-transkriptet, proteinfaktorerna och DNA-mallen.