Από τον David H. Nguyen, Ph. D.
Τα ένζυμα που προσθέτουν νουκλεοτίδια σε μια αλυσίδα DNA ονομάζονται πολυμεράσες, εκ των οποίων υπάρχουν πολλές. Κατανόηση των τύπων πολυμεράσης που εκτελούν ποιες λειτουργίες υπό ποιες συνθήκες θα αποσαφηνίσει την πολυπλοκότητα αυτού του θέματος. Οι διαδικασίες μεταγραφής, παραγωγής RNA από DNA, και αντιγραφής, αντιγραφής DNA από DNA, είναι σημαντικές λειτουργίες που απαιτούν πολυμεράσες να συνδέουν νουκλεοτίδια σε μεγάλες αλυσίδες. Τα προκαρυωτικά, όπως τα βακτήρια, και τα ευκαρυωτικά, όπως τα ανθρώπινα κύτταρα, έχουν πολυμεράσες που μπορούν να λειτουργήσουν διαφορετικά ή παρόμοια, ανάλογα με το περιβάλλον. Ωστόσο, το ίδιο βασικό θέμα της ακριβούς σύνδεσης νουκλεοτιδίων υπάρχει τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.
Ευκαρυωτική μεταγραφή
Το RNA Polymerase II (RNA Pol II) είναι το ένζυμο που προσθέτει νουκλεοτίδια σε μια νέα αλυσίδα DNA που παράγεται κατά τη μεταγραφή. Προσλαμβάνεται στη θέση έναρξης της μεταγραφής ενός γονιδίου από ένα σύμπλεγμα παραγόντων μεταγραφής που συνδέουν το κουτί ΤΑΤΑ, το οποίο είναι μια ακολουθία νουκλεοτιδίων κοντά στην αρχική γραμμή του γονιδίου. Αυτοί οι παράγοντες μεταγραφής ονομάζονται οικογένεια TFII (για παράγοντα μεταγραφής για πολυμεράση II) πρωτεϊνών. Αυτοί οι παράγοντες μεταγραφής βοηθούν το RNA Polymerase II να αρχίσει να ταξιδεύει κατά μήκος του μη ξετυλιγμένου DNA. Καθώς κινείται, συνδέει τα νουκλεοτίδια σε μια νέα αλυσίδα, ταιριάζοντας τα ελεύθερα πλωτά νουκλεοτίδια με τα αντίστοιχα ζεύγη βάσεων τους στον κλάδο του DNA.
Τα ένζυμα που προσθέτουν νουκλεοτίδια σε μια αλυσίδα DNA ονομάζονται πολυμεράσες, εκ των οποίων υπάρχουν πολλές. Κατανόηση των τύπων πολυμεράσης που εκτελούν ποιες λειτουργίες υπό ποιες συνθήκες θα αποσαφηνίσει την πολυπλοκότητα αυτού του θέματος. Οι διαδικασίες μεταγραφής, παραγωγής RNA από DNA, και αντιγραφής, αντιγραφής DNA από DNA, είναι σημαντικές λειτουργίες που απαιτούν πολυμεράσες να συνδέουν νουκλεοτίδια σε μεγάλες αλυσίδες. Τα προκαρυωτικά, όπως τα βακτήρια, και τα ευκαρυωτικά, όπως τα ανθρώπινα κύτταρα, έχουν πολυμεράσες που μπορούν να λειτουργήσουν διαφορετικά ή παρόμοια, ανάλογα με το περιβάλλον. Ωστόσο, το ίδιο βασικό θέμα της ακριβούς σύνδεσης νουκλεοτιδίων υπάρχει τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.
Προκαρυωτική μεταγραφή
Το Bacterial RNA Polymerase II είναι ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών πολλαπλών υπομονάδων. Αντί να προσληφθεί στον ιστότοπο έναρξης της μεταγραφής από τις πρωτεΐνες της οικογένειας TFII - όπως συμβαίνει με την ευκαρυωτική έκδοση - το βακτηριακό RNA Pol II έχει μια υπομονάδα που ονομάζεται παράγοντας σίγμα. Ο παράγοντας σίγμα φέρνει ολόκληρο το σύμπλοκο RNA Pol II στην αρχική γραμμή του γονιδίου. Ο παράγοντας σίγμα βοηθά στο άνοιγμα της διπλής έλικας του DNA, επιτρέποντας στο σύμπλεγμα βακτηριακού RNA Pol II να ολισθήσει κατά μήκος ενός κλώνου DNA και να αρχίσει να προσθέτει νέα νουκλεοτίδια.
Τα ένζυμα που προσθέτουν νουκλεοτίδια σε μια αλυσίδα DNA ονομάζονται πολυμεράσες, εκ των οποίων υπάρχουν πολλές. Κατανόηση των τύπων πολυμεράσης που εκτελούν ποιες λειτουργίες υπό ποιες συνθήκες θα αποσαφηνίσει την πολυπλοκότητα αυτού του θέματος. Οι διαδικασίες μεταγραφής, παραγωγής RNA από DNA, και αντιγραφής, αντιγραφής DNA από DNA, είναι σημαντικές λειτουργίες που απαιτούν πολυμεράσες να συνδέουν νουκλεοτίδια σε μεγάλες αλυσίδες. Τα προκαρυωτικά, όπως τα βακτήρια, και τα ευκαρυωτικά, όπως τα ανθρώπινα κύτταρα, έχουν πολυμεράσες που μπορούν να λειτουργήσουν διαφορετικά ή παρόμοια, ανάλογα με το περιβάλλον. Ωστόσο, το ίδιο βασικό θέμα της ακριβούς σύνδεσης νουκλεοτιδίων υπάρχει τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.
Αναπαραγωγή DNA
Η αντιγραφή του DNA είναι γενικά παρόμοια μεταξύ των ευκαρυωτικών και των προκαρυωτικών. Η αντιγραφή είναι διαφορετική από τη μεταγραφή στο ότι και οι δύο κλώνοι του DNA αντιγράφονται ταυτόχρονα - και οι δύο κλώνοι του DNA χρησιμεύουν ως πρότυπα. Στην αναπαραγωγή του DNA, ένα σκέλος νέου DNA παράγεται ως συνεχής αλυσίδα (που ονομάζεται το κορυφαίο σκέλος), ενώ ο άλλος κλώνος του νέου DNA κατασκευάζεται σε σύντομα ασυνεχή κομμάτια (που ονομάζεται υστέρηση) νήμα). Το DNA Polymerase III είναι το ένζυμο που προσθέτει νουκλεοτίδια για να δημιουργήσει τον συνεχή οδηγό κλώνο. Μια άλλη πολυμεράση, η DNA Πολυμεράση Ι, προσθέτει νουκλεοτίδια για να δημιουργήσει τα ασυνεχή θραύσματα (που ονομάζονται θραύσματα Okazaki) στον κλώνο που υστερεί.
Τα ένζυμα που προσθέτουν νουκλεοτίδια σε μια αλυσίδα DNA ονομάζονται πολυμεράσες, εκ των οποίων υπάρχουν πολλές. Κατανόηση των τύπων πολυμεράσης που εκτελούν ποιες λειτουργίες υπό ποιες συνθήκες θα αποσαφηνίσει την πολυπλοκότητα αυτού του θέματος. Οι διαδικασίες μεταγραφής, παραγωγής RNA από DNA, και αντιγραφής, αντιγραφής DNA από DNA, είναι σημαντικές λειτουργίες που απαιτούν πολυμεράσες να συνδέουν νουκλεοτίδια σε μεγάλες αλυσίδες. Τα προκαρυωτικά, όπως τα βακτήρια, και τα ευκαρυωτικά, όπως τα ανθρώπινα κύτταρα, έχουν πολυμεράσες που μπορούν να λειτουργήσουν διαφορετικά ή παρόμοια, ανάλογα με το περιβάλλον. Ωστόσο, το ίδιο βασικό θέμα της ακριβούς σύνδεσης νουκλεοτιδίων υπάρχει τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.
Περισσότερα από μία πολυμεράση
Υπάρχουν πέντε πολυμεράσες DNA σε βακτήρια και 15 σε ανθρώπους. Γενικά ανήκουν σε τρεις διαφορετικές κατηγορίες: A, B και X. Το DNA Pol III, το οποίο δημιουργεί τον κορυφαίο κλώνο κατά την αντιγραφή του DNA, είναι τύπου Α κατηγορίας και δημιουργεί πολύ μακρούς κλώνους (30.000 νουκλεοτίδια) πριν πέσει από το DNA. Το DNA Pol I, το οποίο δημιουργεί τα σύντομα ασυνεχώς θραύσματα Okazaki στην υστέρηση κλώνος, ανήκει στην κατηγορία Β - δημιουργεί θραύσματα μήκους περίπου 600 νουκλεοτιδίων. Τέλος, η κατηγορία Χ περιέχει πολυμεράσες που εμπλέκονται στην επιδιόρθωση κατεστραμμένου DNA. Προσθέτουν επίσης νουκλεοτίδια, αλλά με τη μορφή μικρών αλυσίδων.
Σχετικά Άρθρα
Βήματα μεταγραφής DNA
Ποιο ένζυμο είναι υπεύθυνο για την επιμήκυνση της αλυσίδας RNA;
Τι είναι η ακετυλίωση της ιστόνης;
Πώς λειτουργεί η Μετάφραση DNA;
Γιατί υπάρχουν 61 Anticodons;
Ποιες είναι οι λειτουργίες του mRNA & tRNA;
Ένα ένζυμο που καταλύει το σχηματισμό του μορίου DNA
Σημασία των ελεύθερων ριβοσωμάτων
Οι τρεις τρόποι ότι ένα μόριο του RNA είναι δομικά...
Ονόματα DNA Strands
Ποιο είναι το πρώτο βήμα για την αποκωδικοποίηση γενετικών μηνυμάτων;
Πώς χρησιμοποιούνται τα ένζυμα περιορισμού στη βιοτεχνολογία;
Τι είδους γονίδια έχουν τα πλασμίδια;
Ποιοι μηχανισμοί διασφαλίζουν την ακρίβεια της αναπαραγωγής DNA;
Η θέση των ριβοσωμάτων σε ένα κύτταρο
Πώς να φτιάξετε ένα μοντέλο DNA χρησιμοποιώντας καθαριστικά σωλήνων
Τι χρησιμοποιείται για την αποκοπή DNA σε συγκεκριμένη τοποθεσία για...
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός νουκλεοτιδίου και ενός νουκλεοσιδίου;
Πώς να σχεδιάσετε ένα PCR Primer
Διαφορά μεταξύ μεταγραφής και αντιγραφής DNA
βιβλιογραφικές αναφορές
- Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου: Το RNA Polymerase II απαιτεί Γενικούς Παράγοντες Μεταγραφής
- Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου: Σήματα που κωδικοποιούνται στο DNA Πείτε στο RNA Polymerase πού να ξεκινήσετε και να σταματήσετε
- Μοριακή κυτταρική βιολογία: Τα μηχανήματα ευκαρυωτικής αντιγραφής είναι γενικά παρόμοια με εκείνα του E. coli
- Κρίσιμες ανασκοπήσεις στην Επιστήμη των Φυτών: Πολλαπλές λειτουργίες πολυμεράσης DNA
Σχετικά με τον Συγγραφέα
Ντέιβιντ Η. Ο Nguyen είναι κάτοχος διδακτορικού τίτλου και είναι βιολόγος καρκίνου και επιστημονικός συγγραφέας. Η ειδικότητά του είναι η βιολογία του όγκου. Έχει επίσης έντονο ενδιαφέρον για τις βαθιές διασταυρώσεις μεταξύ της κοινωνικής αδικίας και των ανισοτήτων στην υγεία του καρκίνου, οι οποίες επηρεάζουν ιδιαίτερα τις εθνοτικές μειονότητες και τους υποδουλωμένους. Είναι συγγραφέας του Kindle eBook "Συμβουλές επιβίωσης μεταπτυχιακού και επαγγελματικού σχολείου".
Φωτογραφικές μονάδες
Comstock / Stockbyte / Getty Images