Рибонуклеинова киселина, или РНК, играе няколко жизненоважни роли в живота на клетката. Той действа като пратеник, препредаващ генетичния код от дезоксирибонуклеинова киселина или ДНК към машината за синтезиране на протеин на клетката. Рибозомната РНК се свързва с протеини, за да образува рибозоми, протеиновите фабрики на клетката. Прехвърлете РНК совалките на аминокиселини в нарастващи протеинови нишки, докато рибозомите транслират информационната РНК. Други форми на РНК помагат за контрол на клетъчната активност. Ензимът РНК полимераза или RNAP, който има няколко форми, е отговорен за удължаването на РНК веригата по време на транскрипцията на ДНК.
Структура на РНК полимераза
В еукариотните клетки - т.е. клетки с организирани ядра - различните видове RNAP са обозначени с I до V. Всяка има малко по-различна структура и всяка създава различен набор от РНК. Например RNAP II е отговорен за създаването на пратена РНК или иРНК. Прокариотните клетки (които нямат организирани ядра) имат един тип RNAP. Ензимът се състои от няколко протеинови субединици, които изпълняват различни функции по време на транскрипция. Активно място, съдържащо магнезиев атом, е мястото в ензима, при което РНК се удължава. Активното място добавя захарно-фосфатни групи към нарастващата РНК верига и прикрепя нуклеотидни бази съгласно правилата за сдвояване на основите.
Основно сдвояване
ДНК е дълга молекула с гръбнак, съставен от редуващи се захарни и фосфатни единици. Една от четирите нуклеотидни основи - едно- или двойно-пръстеновидни молекули, съдържащи азот - увисва на всяка захарна единица. Четирите ДНК бази са обозначени с A, T, C и G. Последователността на базовите двойки по ДНК молекулата диктува последователността на аминокиселините в протеините, синтезирани от клетката. ДНК обикновено съществува като двойна спирала, в която основите на две нишки се свързват помежду си съгласно правилата за разделяне на основите: А и Т основите образуват едната двойка, докато С и G образуват другата група. РНК е свързана, едноверижна молекула, която спазва същите правила за сдвояване на основи по време на ДНК транскрипция, с изключение на заместването на U базата с Т в РНК.
Иницииране на транскрипция
Факторите за иницииране на протеини трябва да образуват комплекс с молекула РНК полимераза, преди да започне транскрипцията. Тези фактори дават възможност на ензима да се свърже с промоторните области - точки на свързване за различни транскрипционни единици - върху ДНК верига. Транскрипционните единици са последователности на един или повече гени, които са специфичните за протеина части от ДНК веригата. Комплексът РНК полимераза създава транскрипционен балон, като разархивира част от двойната спирала на ДНК в началото на транскрипционната единица. След това ензимният комплекс започва да сглобява РНК чрез четене на ДНК матричната верига една по една база.
Удължаване и прекратяване
Комплексът РНК-полимераза може да направи много фалстартове, преди да започне удължаването. При фалстарт ензимът транскрибира около 10 основи и след това прекъсва процеса и се рестартира. Удължаването може да започне само когато RNAP освобождава иницииращите протеинови фактори, закрепвайки го към ДНК промоторния регион. След като удължаването е в ход, ензимът включва фактори на удължаване, за да помогне за преместването на транскрипционния балон надолу по ДНК веригата. Подвижната RNAP молекула удължава новата РНК верига чрез добавяне на захарно-фосфатни единици и нуклеотидни основи, които допълват основите на ДНК шаблона. Ако RNAP открие грешна база, той може да разцепи и ресинтезира грешния сегмент на РНК. Транскрипцията завършва, когато ензимът чете стоп последователност на ДНК шаблона. При прекратяване, RNAP ензимът освобождава РНК транскрипта, протеиновите фактори и ДНК шаблона.