Welk enzym is verantwoordelijk voor het verlengen van de RNA-keten?

ribonucleïnezuur, of RNA, speelt verschillende vitale rollen in het leven van een cel. Het fungeert als een boodschapper en geeft de genetische code van deoxyribonucleïnezuur of DNA door aan de eiwitsynthetiserende machinerie van de cel. Ribosomaal RNA sluit zich aan bij eiwitten om ribosomen te vormen, de eiwitfabrieken van de cel. Transfer RNA brengt aminozuren naar groeiende eiwitstrengen terwijl ribosomen boodschapper-RNA vertalen. Andere vormen van RNA helpen de celactiviteit onder controle te houden. Het enzym RNA-polymerase, of RNAP, dat verschillende vormen heeft, is verantwoordelijk voor het verlengen van de RNA-keten tijdens de transcriptie van DNA.

In eukaryote cellen - dat wil zeggen cellen met georganiseerde kernen - zijn de verschillende RNAP-typen gelabeld met I tot en met V. Elk heeft een iets andere structuur en elk creëert een andere set RNA's. RNAP II is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor het maken van boodschapper-RNA of mRNA. Prokaryotische cellen (die geen georganiseerde kernen hebben) hebben één type RNAP. Het enzym bestaat uit verschillende eiwitsubeenheden die tijdens transcriptie verschillende functies vervullen. Een actieve plaats die een magnesiumatoom bevat, is de locatie binnen het enzym waar RNA zich verlengt. De actieve plaats voegt suikerfosfaatgroepen toe aan de groeiende RNA-streng en hecht nucleotidebasen volgens de regels voor basenparen.

DNA is een lang molecuul met een ruggengraat bestaande uit afwisselende suiker- en fosfaateenheden. Een van de vier nucleotidebasen - moleculen met enkele of dubbele ringen die stikstof bevatten - hangt aan elke suikereenheid. De vier DNA-basen zijn gelabeld A, T, C en G. De volgorde van basenparen langs het DNA-molecuul bepaalt de volgorde van aminozuren in de eiwitten die door de cel worden gesynthetiseerd. DNA bestaat meestal als een dubbele helix waarin de basen van twee strengen aan elkaar binden volgens de regels voor het scheiden van basen: de A- en T-basen vormen één set paren, terwijl C en G de andere set vormen. RNA is een verwant, enkelstrengs molecuul dat tijdens DNA-transcriptie dezelfde regels voor basenparing in acht neemt, behalve de substitutie van de U-base voor T in RNA.

Eiwitinitiatiefactoren moeten een complex vormen met een molecuul RNA-polymerase voordat de transcriptie kan beginnen. Deze factoren stellen het enzym in staat te binden aan promotorregio's - bevestigingspunten voor verschillende transcriptie-eenheden - op een DNA-streng. Transcriptie-eenheden zijn sequenties van een of meer genen, die de eiwitspecificerende delen van een DNA-streng zijn. Het RNA-polymerasecomplex creëert een transcriptiebel door een deel van de dubbele DNA-helix aan het begin van de transcriptie-eenheid open te ritsen. Het enzymcomplex begint dan met het samenstellen van RNA door de DNA-matrijsstreng één base per keer te lezen.

Het RNA-polymerasecomplex kan veel valse starts maken voordat de verlenging begint. Bij een valse start transcribeert het enzym ongeveer 10 basen en breekt het proces vervolgens af en begint het opnieuw. Verlenging kan alleen beginnen wanneer het RNAP de initiërende eiwitfactoren vrijgeeft die het aan het DNA-promotergebied verankeren. Als de verlenging eenmaal aan de gang is, schakelt het enzym verlengingsfactoren in om de transcriptiebel langs de DNA-streng te helpen verplaatsen. Het bewegende RNAP-molecuul verlengt de nieuwe RNA-streng door suikerfosfaateenheden en nucleotidebasen toe te voegen die de basen op de DNA-matrijs aanvullen. Als de RNAP een niet-gepaarde base ontdekt, kan hij het dwalende RNA-segment splitsen en opnieuw synthetiseren. Transcriptie eindigt wanneer het enzym een ​​stopsequentie op de DNA-matrijs leest. Bij beëindiging geeft het RNAP-enzym het RNA-transcript, de eiwitfactoren en de DNA-template vrij.