რა ფერმენტია პასუხისმგებელი RNA ჯაჭვის გახანგრძლივებაზე?

რიბონუკლეინის მჟავა, ან RNA, რამდენიმე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს უჯრედის ცხოვრებაში. იგი მოქმედებს, როგორც მაცნე, გადადის გენეტიკურ კოდს დეოქსირიბონუკლეინის მჟავასგან, ან დნმ-დან, უჯრედის ცილების სინთეზირებულ აპარატში. რიბოსომული რნმ უერთდება ცილებს და წარმოქმნის რიბოსომებს, უჯრედის ცილების ქარხნებს. გადაიტანეთ RNA შატლების ამინომჟავები მზარდ ცილოვან სტრიქონებში, რადგან რიბოსომები თარგმნიან მესინჯერ RNA- ს. RNA- ს სხვა ფორმები ხელს უწყობენ უჯრედების აქტივობის კონტროლს. ფერმენტი RNA პოლიმერაზა ან RNAP, რომელსაც აქვს რამდენიმე ფორმა, პასუხისმგებელია RNA ჯაჭვის გახანგრძლივებაზე დნმ-ის ტრანსკრიფციის დროს.

ეუკარიოტულ უჯრედებში - ანუ ორგანიზებული ბირთვების მქონე უჯრედებში - RNAP– ის სხვადასხვა ტიპებს აწერია I– ით V– ით. თითოეულ მათგანს აქვს ოდნავ განსხვავებული სტრუქტურა და თითოეული ქმნის სხვადასხვა სახის RNA- ს. მაგალითად, RNAP II პასუხისმგებელია მესენჯერი RNA, ან mRNA- ს შექმნაზე. პროკარიოტულ უჯრედებს (რომლებსაც არ აქვთ ორგანიზებული ბირთვები) აქვთ ერთი ტიპის RNAP. ფერმენტი შედგება რამდენიმე ცილოვანი ქვედანაყოფისაგან, რომლებიც ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს ტრანსკრიფციის დროს. მაგნიუმის ატომის შემცველი აქტიური ადგილია ფერმენტის ადგილმდებარეობა, რომელზეც რნმ-ის გახანგრძლივება ხდება. აქტიური საიტი ზრდის შაქრი-ფოსფატის ჯგუფებს მზარდი RNA ძაფს და ანიჭებს ნუკლეოტიდულ ბაზებს ბაზის დაწყვილების წესების შესაბამისად.

დნმ გრძელი მოლეკულაა, რომლის ხერხემალი შედგება შაქრისა და ფოსფატის მონაცვლეობით. ოთხი ნუკლეოტიდის ფუძიდან - აზოტის შემცველი ერთჯერადი ან ორმაგი ბეჭედით მოლეკულებიდან თითო შაქრის ერთეულზეა ჩამოკიდებული. ოთხი დნმ – ის ფუძეს აწერია A, T, C და G. ბაზის წყვილების თანმიმდევრობა დნმ-ის მოლეკულის გასწვრივ კარნახობს ამინომჟავების თანმიმდევრობას უჯრედის მიერ სინთეზირებულ ცილებში. დნმ, როგორც წესი, არსებობს, როგორც ორმაგი სპირალი, რომელშიც ორი ძაფის ფუძე ერთმანეთთან აკავშირებს ფუძის დაყოფის წესების შესაბამისად: A და T ბაზები ქმნიან წყვილთა ერთ წყობას, ხოლო C და G - სხვა წყობას. RNA არის დაკავშირებული, ერთჯაჭვიანი მოლეკულა, რომელიც იცავს ფუძის დაწყვილების ერთსა და იმავე წესებს დნმ – ის ტრანსკრიფციის დროს, გარდა R– ის T– ით U ბაზის ჩანაცვლებისა.

ტრანსკრიფციის დაწყებამდე ცილების ინიცირების ფაქტორებმა უნდა შექმნან კომპლექსი RNA პოლიმერაზის მოლეკულასთან. ეს ფაქტორები საშუალებას აძლევს ფერმენტს დაუკავშირდეს პრომოტორულ რეგიონებს - სხვადასხვა ტრანსკრიფციული ერთეულების დანართის წერტილებს - დნმ-ის ძაფზე. ტრანსკრიფციის ერთეულები ერთი ან მეტი გენის მიმდევრობაა, რომლებიც წარმოადგენს დნმ-ის სტრიქონის პროტეინის სპეციფიკურ ნაწილებს. RNA პოლიმერაზული კომპლექსი ტრანსკრიფციულ ბუშტს ქმნის დნმ – ის ორმაგი სპირალის ნაწილის ამოღებით ტრანსკრიფციული ერთეულის დასაწყისში. შემდეგ ფერმენტების კომპლექსი იწყებს RNA– ს აწყობას დნმ – ს შაბლონის ძაფის ერთჯერადი წაკითხვით.

რნმ პოლიმერაზას კომპლექსმა შეიძლება მრავალი ცრუ დასაწყისი დაიწყოს, სანამ მოგრძო გახდება. ცრუ დაწყებაში, ფერმენტი ახდენს 10 ბაზის ტრანსკრიფციას, შემდეგ კი ამუშავებს პროცესს და თავიდან იწყებს მუშაობას. გახანგრძლივება შეიძლება მხოლოდ მაშინ დაიწყოს, როდესაც RNAP გამოყოფს ცილის დაწყების ფაქტორებს, რომლებიც მას დნმ – ის პრომოუტერის რეგიონში აწესებს. მოგრძო პროცესის დაწყებისთანავე, ფერმენტი აწარმოებს მოგრძოობის ფაქტორებს, რაც ხელს შეუწყობს ტრანსკრიფციის ბუშტის გადაადგილებას დნმ – ის ძაფზე. მოძრავი RNAP მოლეკულა ახანგრძლივებს ახალ რნმ – ის ძაფს შაქრი – ფოსფატის ერთეულებისა და ნუკლეოტიდის ბაზების დამატებით, რომლებიც ავსებენ ბაზების დნმ – ის შაბლონზე. თუ RNAP აღმოაჩენს არასწორად შეწყვილებულ ფუძეს, მას შეუძლია გაშალოს RNA სეგმენტის დანაწევრება და სინთეზირება. ტრანსკრიფცია მთავრდება, როდესაც ფერმენტი წაიკითხავს დნმ – ის შაბლონზე გაჩერების მიმდევრობას. შეწყვეტისთანავე, RNAP ფერმენტი ათავისუფლებს RNA ჩანაწერს, ცილის ფაქტორებს და დნმ შაბლონს.