Ribonukleino rūgštisarba RNR vaidina keletą gyvybiškai svarbių vaidmenų ląstelės gyvenime. Jis veikia kaip pasiuntinys, perduodantis genetinį kodą iš dezoksiribonukleino rūgšties arba DNR į ląstelės baltymus sintetinančią mašiną. Ribosominė RNR susijungia su baltymais, kad susidarytų ribosomos, ląstelės baltymų gamyklos. Perkeliant RNR, aminorūgštys perkeliamos į augančias baltymų grandines, nes ribosomos verčia pasiuntinį RNR. Kitos RNR formos padeda kontroliuoti ląstelių aktyvumą. Fermentas RNR polimerazė arba RNAP, turintis kelias formas, yra atsakingas už RNR grandinės pailgėjimą DNR transkripcijos metu.
RNR polimerazės struktūra
Eukariotų ląstelėse - tai yra ląstelėse su organizuotais branduoliais - skirtingi RNAP tipai žymimi I – V. Kiekvienas turi šiek tiek skirtingą struktūrą ir kiekvienas sukuria skirtingą RNR rinkinį. Pvz., RNAP II yra atsakinga už kuriamos pranešimų RNR arba mRNR sukūrimą. Prokariotinėse ląstelėse (kurios neturi organizuotų branduolių) yra vieno tipo RNAP. Fermentas susideda iš kelių baltymų subvienetų, kurie transkripcijos metu atlieka įvairias funkcijas. Aktyvi vieta, kurioje yra magnio atomas, yra vieta fermente, kurioje pailgėja RNR. Aktyvi vieta prideda cukraus-fosfato grupes prie augančios RNR grandinės ir pritvirtina nukleotidų bazes pagal bazių poravimo taisykles.
Pagrindo poravimas
DNR yra ilga molekulė su stuburu, susidedančia iš besikeičiančių cukraus ir fosfato vienetų. Viena iš keturių nukleotidų bazių - viengubos arba dvigubai žiedinės molekulės, turinčios azoto - pakimba nuo kiekvieno cukraus vieneto. Keturios DNR bazės žymimos A, T, C ir G. Bazių porų seka palei DNR molekulę lemia aminorūgščių seką ląstelės sintetinamuose baltymuose. DNR paprastai egzistuoja kaip dviguba spiralė, kurioje dviejų sruogų pagrindai susijungia vienas su kitu pagal bazės nustatymo taisykles: A ir T pagrindai sudaro vieną porų rinkinį, o C ir G - kitą rinkinį. RNR yra susijusi, viengrandė molekulė, kuri DNR transkripcijos metu laikosi tų pačių bazių poravimosi taisyklių, išskyrus U bazės pakeitimą R RNR.
Transkripcijos inicijavimas
Prieš pradedant transkripciją, baltymų iniciacijos faktoriai turi sudaryti kompleksą su RNR polimerazės molekule. Šie veiksniai leidžia fermentui prisijungti prie promotoriaus regionų - skirtingų transkripcijos vienetų prisijungimo taškų - DNR grandinėje. Transkripcijos vienetai yra vieno ar daugiau genų sekos, kurios yra baltymą apibūdinančios DNR grandinės dalys. RNR polimerazės kompleksas sukuria transkripcijos burbulą, atsegdamas dalį DNR dvigubos spiralės transkripcijos vieneto pradžioje. Tada fermentų kompleksas pradeda rinkti RNR, nuskaitydamas DNR šablono grandinę po vieną bazę.
Pailgėjimas ir nutraukimas
Prieš prasidedant pailgėjimui, RNR polimerazės kompleksas gali pradėti daug klaidingai. Neteisingai pradėjus, fermentas perrašo apie 10 bazių, tada nutraukia procesą ir paleidžiamas iš naujo. Pailgėjimas gali prasidėti tik tada, kai RNAP išlaisvina inicijuojančius baltymo faktorius, pritvirtindami jį prie DNR promotoriaus srities. Vykstant pailgėjimui, fermentas surenka pailgėjimo faktorius, padedančius perkelti transkripcijos burbulą žemyn DNR grandine. Judanti RNAP molekulė pailgina naują RNR grandinę, pridedant cukraus-fosfato vienetų ir nukleotidų bazių, kurios papildo bazes DNR šablone. Jei RNAP atranda netinkamą bazę, ji gali suskaidyti ir iš naujo sintezuoti klaidingą RNR segmentą. Transkripcija baigiasi, kai fermentas nuskaito sustabdymo seką ant DNR šablono. Pasibaigus RNAP fermentui, išsiskiria RNR transkriptas, baltymų faktoriai ir DNR šablonas.