リボ核酸、またはRNAは、細胞の生活においていくつかの重要な役割を果たします。 メッセンジャーとして機能し、遺伝子コードをデオキシリボ核酸（DNA）から細胞のタンパク質合成機構に中継します。 リボソームRNAはタンパク質と結合して、細胞のタンパク質工場であるリボソームを形成します。 リボソームがメッセンジャーRNAを翻訳するときに、転移RNAはアミノ酸を成長中のタンパク質鎖にシャトルします。 他の形態のRNAは細胞活性の制御に役立ちます。 酵素RNAポリメラーゼ、またはいくつかの形態を有するRNAPは、DNAの転写中にRNA鎖を伸長する役割を果たします。
RNAポリメラーゼの構造
真核細胞（つまり、組織化された核を持つ細胞）では、さまざまなRNAPタイプにIからVのラベルが付けられます。 それぞれがわずかに異なる構造を持ち、それぞれが異なるRNAのセットを作成します。 たとえば、RNAP IIは、メッセンジャーRNAまたはmRNAの作成を担当します。 原核細胞（組織化された核を持たない）には、1つのタイプのRNAPがあります。 この酵素は、転写中にさまざまな機能を実行するいくつかのタンパク質サブユニットで構成されています。 マグネシウム原子を含む活性部位は、RNAが伸長する酵素内の位置です。 活性部位は、成長するRNA鎖に糖リン酸基を追加し、塩基対形成規則に従ってヌクレオチド塩基を結合します。
塩基対
DNAは、糖とリン酸のユニットが交互に並んだ骨格を持つ長い分子です。 4つのヌクレオチド塩基の1つ（窒素を含む単環または二重環の分子）が各糖単位にぶら下がっています。 4つのDNA塩基には、A、T、C、およびGのラベルが付いています。 DNA分子に沿った塩基対の配列は、細胞によって合成されるタンパク質のアミノ酸の配列を決定します。 DNAは通常、2本の鎖の塩基が塩基ペアリング規則に従って互いに結合する二重らせんとして存在します。A塩基とT塩基は一方のペアのセットを形成し、CとGはもう一方のセットを形成します。 RNAは関連する一本鎖分子であり、RNAのTをU塩基に置換することを除いて、DNA転写中に同じ塩基対規則を順守します。
転写開始
タンパク質開始因子は、転写を開始する前に、RNAポリメラーゼの分子と複合体を形成する必要があります。 これらの因子により、酵素はDNA鎖上のプロモーター領域（さまざまな転写ユニットの付着点）に結合できます。 転写ユニットは、DNA鎖のタンパク質特異的部分である1つまたは複数の遺伝子の配列です。 RNAポリメラーゼ複合体は、転写ユニットの開始時にDNA二重らせんの一部を解凍することによって転写バブルを作成します。 次に、酵素複合体は、一度に1塩基ずつDNAテンプレート鎖を読み取ることによってRNAの組み立てを開始します。
伸長と終了
RNAポリメラーゼ複合体は、伸長が始まる前に多くの誤ったスタートをする可能性があります。 不正スタートでは、酵素は約10塩基を転写し、プロセスを中止して再起動します。 伸長は、RNAPがDNAプロモーター領域に固定している開始タンパク質因子を放出したときにのみ開始できます。 伸長が進行すると、酵素は伸長因子を関与させて、転写バブルをDNA鎖の下に移動させるのを助けます。 移動するRNAP分子は、DNAテンプレートの塩基を補完する糖リン酸ユニットとヌクレオチド塩基を追加することにより、新しいRNA鎖を伸長します。 RNAPがミスペアの塩基を発見した場合、誤ったRNAセグメントを切断して再合成することができます。 酵素がDNAテンプレートの停止配列を読み取ると、転写は終了します。 終了時に、RNAP酵素はRNA転写産物、タンパク質因子、およびDNAテンプレートを放出します。