Ribonukleová kyselinanebo RNA hraje v životě buňky několik životně důležitých rolí. Působí jako posel, který přenáší genetický kód z deoxyribonukleové kyseliny nebo DNA na aparát syntetizující bílkoviny buňky. Ribozomální RNA se spojuje s proteiny a tvoří ribozomy, továrny na bílkoviny v buňce. Přeneste RNA kyvadlové aminokyseliny do rostoucích proteinových řetězců, když ribozomy překládají poselskou RNA. Jiné formy RNA pomáhají řídit aktivitu buněk. Enzym RNA polymeráza nebo RNAP, který má několik forem, je zodpovědný za prodloužení řetězce RNA během transkripce DNA.
Struktura RNA polymerázy
V eukaryotických buňkách - tj. Buňkách s organizovanými jádry - jsou různé typy RNAP označeny I až V. Každá má mírně odlišnou strukturu a každá vytváří jinou sadu RNA. Například RNAP II je zodpovědný za vytváření messengerové RNA nebo mRNA. Prokaryotické buňky (které nemají organizovaná jádra) mají jeden typ RNAP. Enzym se skládá z několika proteinových podjednotek, které během transkripce plní různé funkce. Aktivní místo obsahující atom hořčíku je místo v enzymu, ve kterém se RNA prodlužuje. Aktivní místo přidává skupiny cukr-fosfát k rostoucímu řetězci RNA a připojuje nukleotidové báze podle pravidel párování bází.
Spárování základny
DNA je dlouhá molekula s páteří složenou ze střídajících se jednotek cukru a fosfátů. Jedna ze čtyř nukleotidových bází - molekuly s jedním nebo dvěma kruhy obsahující dusík - visí na každé jednotce cukru. Čtyři báze DNA jsou označeny A, T, C a G. Sekvence párů bází podél molekuly DNA určuje sekvenci aminokyselin v proteinech syntetizovaných buňkou. DNA obvykle existuje jako dvojitá šroubovice, ve které se báze dvou řetězců váží k sobě podle pravidel párování bází: báze A a T tvoří jednu sadu párů, zatímco C a G tvoří druhou sadu. RNA je příbuzná jednořetězcová molekula, která dodržuje stejná pravidla párování bází během transkripce DNA, s výjimkou substituce U báze za T v RNA.
Zahájení přepisu
Faktory iniciace proteinů musí před zahájením transkripce tvořit komplex s molekulou RNA polymerázy. Tyto faktory umožňují, aby se enzym navázal na promotorové oblasti - body připojení pro různé transkripční jednotky - na řetězci DNA. Transkripční jednotky jsou sekvence jednoho nebo více genů, které jsou proteinově specifikujícími částmi řetězce DNA. Komplex RNA polymerázy vytváří transkripční bublinu rozbalením části dvojité šroubovice DNA na začátku transkripční jednotky. Enzymový komplex poté začne sestavovat RNA čtením řetězce DNA templátu po jedné bázi.
Prodloužení a ukončení
Komplex RNA polymerázy může způsobit mnoho nesprávných začátků před zahájením prodloužení. Při nesprávném začátku enzym přepíše asi 10 bází a poté proces přeruší a restartuje. Prodloužení může začít, pouze když RNAP uvolní iniciační proteinové faktory, které jej ukotví do oblasti promotoru DNA. Jakmile probíhá prodloužení, enzym získává faktory prodloužení, aby pomohl přesunout transkripční bublinu dolů po řetězci DNA. Pohybující se molekula RNAP prodlužuje nové vlákno RNA přidáním jednotek cukru a fosfátu a nukleotidových bází, které doplňují báze na templátu DNA. Pokud RNAP objeví chybně spárovanou základnu, může štěpit a resyntetizovat chybný segment RNA. Transkripce končí, když enzym přečte stopovou sekvenci na šabloně DNA. Na konci enzym RNAP uvolní transkript RNA, proteinové faktory a templát DNA.