Mis ensüüm vastutab RNA keti pikendamise eest?

Ribonukleiinhapeehk RNA mängib raku elus mitmeid elutähtsaid rolle. See toimib sõnumitoojana, edastades geneetilise koodi deoksüribonukleiinhappest ehk DNA-st raku valgusünteesiva masinavärgini. Ribosomaalne RNA liitub valkudega, moodustades ribosoomid, raku valgu tehased. Transfer RNA süstib aminohapped kasvavatesse valgu ahelatesse, kuna ribosoomid tõlgivad messenger RNA-d. Muud RNA vormid aitavad raku aktiivsust kontrollida. Ensüüm RNA polümeraas ehk RNAP, millel on mitu vormi, vastutab RNA ahela pikenemise eest DNA transkriptsiooni ajal.

Eukarüootsetes rakkudes - st organiseeritud tuumadega rakkudes - on erinevad RNAP-tüübid märgistatud I – V-ga. Mõlemal on veidi erinev struktuur ja igaüks loob erineva RNA-de komplekti. Näiteks RNAP II vastutab messenger RNA ehk mRNA loomise eest. Prokarüootsetel rakkudel (millel pole organiseeritud tuuma) on ühte tüüpi RNAP. Ensüüm koosneb mitmest valgu alaühikust, mis täidavad transkriptsiooni ajal erinevaid funktsioone. Aktiivne sait, mis sisaldab magneesiumi aatomit, on asukoht ensüümis, kus RNA pikeneb. Aktiivne koht lisab kasvavale RNA ahelale suhkru-fosfaatrühmad ja kinnitab nukleotiidalused vastavalt aluste paaristamise reeglitele.

DNA on pikk selgrooga molekul, mis koosneb vahelduvatest suhkru- ja fosfaatühikutest. Iga neljast nukleotiidialusest - lämmastikku sisaldavad ühe- või kahekordse ringiga molekulid - ripub iga suhkruühik. Neli DNA alust on märgistatud A, T, C ja G. Aluspaaride järjestus mööda DNA molekuli dikteerib aminohapete järjestuse raku sünteesitud valkudes. DNA eksisteerib tavaliselt kahekordse spiraalina, milles kahe ahela alused seonduvad üksteisega vastavalt baaside moodustamise reeglitele: A- ja T-alused moodustavad ühe paaride hulga, C ja G aga teise hulga. RNA on seotud, üheahelaline molekul, mis järgib DNA transkriptsiooni ajal samu aluste paaristamise reegleid, välja arvatud U-aluse asendamine T-ga RNA-s.

Valgu initsieerimistegurid peavad enne transkriptsiooni alustamist moodustama kompleksi RNA polümeraasi molekuliga. Need tegurid võimaldavad ensüümil seonduda promootorpiirkondadega - erinevate transkriptsiooniüksuste kinnituspunktidega - DNA ahelas. Transkriptsiooniüksused on ühe või mitme geeni järjestused, mis on DNA ahela valku täpsustavad osad. RNA polümeraasi kompleks loob transkriptsioonimulli, vabastades osa DNA topeltheeliksist transkriptsiooniüksuse alguses. Seejärel alustab ensüümikompleks RNA kokkupanemist, lugedes ükshaaval DNA matriitsahelat.

RNA polümeraasi kompleks võib enne pikenemise algust teha palju valesid alustusi. Valestardis transkribeerib ensüüm umbes 10 alust ja katkestab seejärel protsessi ning taaskäivitub. Pikendamine saab alata alles siis, kui RNAP vabastab initsiatiivvalgu faktorid, mis kinnitavad selle DNA promootori piirkonda. Kui pikenemine on käimas, kasutab ensüüm pikendustegureid, mis aitavad transkriptsioonimulli DNA ahelas alla viia. Liikuv RNAP molekul pikendab uut RNA ahelat, lisades suhkru-fosfaadi ühikud ja nukleotiidalused, mis täiendavad DNA matriitsi aluseid. Kui RNAP avastab valesti ühendatud aluse, võib see eksitava RNA segmendi lahti lõigata ja uuesti sünteesida. Transkriptsioon lõpeb, kui ensüüm loeb DNA matriitsil peatusjärjestuse. Lõpetamisel vabastab RNAP ensüüm RNA transkripti, valgufaktorid ja DNA matriitsi.