Ribonukleīnskābevai RNS ir vairākas svarīgas lomas šūnas dzīvē. Tas darbojas kā kurjers, nododot ģenētisko kodu no dezoksiribonukleīnskābes vai DNS līdz šūnas olbaltumvielu sintezējošajai mašīnai. Ribosomālā RNS savienojas ar olbaltumvielām, veidojot ribosomas, šūnas olbaltumvielu rūpnīcas. Pārnesot RNS, aminoskābes tiek pārnestas uz augošām olbaltumvielu daļām, jo ribosomas tulko RNS. Citas RNS formas palīdz kontrolēt šūnu aktivitāti. Fermenta RNS polimerāze jeb RNAP, kurai ir vairākas formas, ir atbildīga par RNS ķēdes pagarināšanu DNS transkripcijas laikā.
RNS polimerāzes struktūra
Eikariotu šūnās - tas ir, šūnās ar organizētiem kodoliem - dažādi RNAP tipi tiek apzīmēti no I līdz V. Katram no tiem ir nedaudz atšķirīga struktūra, un katrs no tiem rada atšķirīgu RNS kopumu. Piemēram, RNAP II ir atbildīgs par kurjera RNS jeb mRNS izveidošanu. Prokariotu šūnām (kurām nav sakārtotu kodolu) ir viena veida RNAP. Ferments sastāv no vairākām olbaltumvielu apakšvienībām, kas transkripcijas laikā veic dažādas funkcijas. Aktīvā vieta, kas satur magnija atomu, ir vieta fermentā, kurā RNS pagarinās. Aktīvā vieta pievieno cukura-fosfāta grupas augošajai RNS virknei un piestiprina nukleotīdu bāzes saskaņā ar bāzes savienošanas noteikumiem.
Bāzes savienošana pārī
DNS ir gara molekula ar mugurkaulu, kas sastāv no mainīgām cukura un fosfāta vienībām. Viena no četrām nukleotīdu bāzēm - viena vai divkāršās gredzena molekulas, kas satur slāpekli - karājas pie katras cukura vienības. Četras DNS bāzes ir apzīmētas ar A, T, C un G. Bāzes pāru secība gar DNS molekulu nosaka aminoskābju secību šūnā sintezētajos proteīnos. DNS parasti pastāv kā dubultā spirāle, kurā divu pavedienu pamatnes sasienas viena ar otru saskaņā ar bāzes veidošanas noteikumiem: A un T bāzes veido vienu pāru kopu, bet C un G - otru kopu. RNS ir radniecīga, vienpavediena molekula, kas DNS transkripcijas laikā ievēro tos pašus bāzes savienošanas noteikumus, izņemot U bāzes aizstāšanu ar T RNS.
Transkripcijas ierosināšana
Pirms transkripcijas sākuma olbaltumvielu iniciācijas faktoriem ir jāveido komplekss ar RNS polimerāzes molekulu. Šie faktori ļauj fermentam saistīties ar promotera reģioniem - piestiprināšanas punktiem dažādām transkripcijas vienībām - DNS virknē. Transkripcijas vienības ir viena vai vairāku gēnu sekvences, kas ir olbaltumvielu noteikšanas daļas DNS virknē. RNS polimerāzes komplekss izveido transkripcijas burbuli, izslēdzot daļu DNS dubultās spirāles transkripcijas vienības sākumā. Pēc tam enzīmu komplekss sāk salikt RNS, nolasot DNS šablona virkni pa vienai bāzei.
Pagarināšana un izbeigšana
RNS polimerāzes komplekss var izraisīt daudz nepatiesu startu pirms pagarinājuma sākuma. Nepareizā sākumā ferments pārraksta apmēram 10 bāzes, pēc tam pārtrauc procesu un atsāk. Pagarināšana var sākties tikai tad, kad RNAP atbrīvo iniciējošos olbaltumvielu faktorus, kas to nostiprina DNS promotora reģionā. Kad pagarinājums ir noticis, ferments uzskaita pagarinājuma faktorus, lai palīdzētu transkripcijas burbuli pārvietot pa DNS virkni. Kustīgā RNAP molekula pagarina jauno RNS virkni, pievienojot cukura-fosfāta vienības un nukleotīdu bāzes, kas papildina bāzes DNS matricā. Ja RNAP atklāj nepareizi savienotu bāzi, tā var sašķelt un sintezēt kļūdaino RNS segmentu. Transkripcija beidzas, kad ferments nolasa apturēšanas secību DNS matricā. Beidzoties, RNAP ferments atbrīvo RNS transkriptu, olbaltumvielu faktorus un DNS šablonu.