Дэвид Х. Нгуен, доктор философии
Ферменты, которые добавляют нуклеотиды в цепь ДНК, называются полимеразами, которых много. Понимание того, какие типы полимераз, какие функции и при каких обстоятельствах выполняют, проясняет сложность этой темы. Процессы транскрипции, создания РНК из ДНК и репликации, копирования ДНК из ДНК, являются основными функциями, которые требуют, чтобы полимеразы связывали нуклеотиды в длинные цепи. Прокариоты, такие как бактерии, и эукариоты, такие как клетки человека, имеют полимеразы, которые могут работать по-разному или аналогично, в зависимости от контекста. Однако одна и та же основная тема точного связывания нуклеотидов присутствует как у прокариот, так и у эукариот.
Эукариотическая транскрипция
РНК-полимераза II (РНК-Pol II) - это фермент, который добавляет нуклеотиды к новой цепи ДНК, образующейся во время транскрипции. Он рекрутируется в сайт начала транскрипции гена кластером факторов транскрипции, которые связывают ТАТА-бокс, который представляет собой последовательность нуклеотидов рядом с начальной линией гена. Эти факторы транскрипции называют семейством белков TFII (от фактора транскрипции для полимеразы II). Эти факторы транскрипции помогают РНК-полимеразе II начать движение по размотанной ДНК. По мере своего движения он связывает нуклеотиды в новую цепь, сопоставляя свободно плавающие нуклеотиды с их соответствующими парами оснований на матричной цепи ДНК.
Ферменты, которые добавляют нуклеотиды в цепь ДНК, называются полимеразами, которых много. Понимание того, какие типы полимераз, какие функции и при каких обстоятельствах выполняют, проясняет сложность этой темы. Процессы транскрипции, создания РНК из ДНК и репликации, копирования ДНК из ДНК, являются основными функциями, которые требуют, чтобы полимеразы связывали нуклеотиды в длинные цепи. Прокариоты, такие как бактерии, и эукариоты, такие как клетки человека, имеют полимеразы, которые могут работать по-разному или аналогично, в зависимости от контекста. Однако одна и та же основная тема точного связывания нуклеотидов присутствует как у прокариот, так и у эукариот.
Прокариотическая транскрипция
Бактериальная РНК-полимераза II представляет собой многосубъединичный белковый комплекс. Вместо того, чтобы рекрутироваться в сайт начала транскрипции белками семейства TFII, как это происходит с эукариотической версией, бактериальная РНК Pol II имеет субъединицу, называемую сигма-фактором. Фактор сигма переносит весь комплекс РНК Pol II на стартовую линию гена. Сигма-фактор помогает открыть двойную спираль ДНК, позволяя бактериальному комплексу РНК Pol II скользить по одной цепи ДНК и начинать добавлять новые нуклеотиды.
Ферменты, которые добавляют нуклеотиды в цепь ДНК, называются полимеразами, которых много. Понимание того, какие типы полимераз, какие функции и при каких обстоятельствах выполняют, проясняет сложность этой темы. Процессы транскрипции, создания РНК из ДНК и репликации, копирования ДНК из ДНК, являются основными функциями, которые требуют, чтобы полимеразы связывали нуклеотиды в длинные цепи. Прокариоты, такие как бактерии, и эукариоты, такие как клетки человека, имеют полимеразы, которые могут работать по-разному или аналогично, в зависимости от контекста. Однако одна и та же основная тема точного связывания нуклеотидов присутствует как у прокариот, так и у эукариот.
Репликация ДНК
Репликация ДНК у эукариот и прокариот в целом схожа. Репликация отличается от транскрипции тем, что обе нити ДНК копируются одновременно - обе нити ДНК служат матрицами. При репликации ДНК одна нить новой ДНК образуется в виде непрерывной цепи (называемой ведущей цепочкой). цепь), в то время как другая цепь новой ДНК состоит из коротких прерывистых фрагментов (так называемых отстающих прядь). ДНК-полимераза III - это фермент, который добавляет нуклеотиды для образования непрерывной ведущей цепи. Другая полимераза, ДНК-полимераза I, добавляет нуклеотиды, чтобы образовать прерывистые фрагменты (называемые фрагментами Окадзаки) на отстающей цепи.
Ферменты, которые добавляют нуклеотиды в цепь ДНК, называются полимеразами, которых много. Понимание того, какие типы полимераз, какие функции и при каких обстоятельствах выполняют, проясняет сложность этой темы. Процессы транскрипции, создания РНК из ДНК и репликации, копирования ДНК из ДНК, являются основными функциями, которые требуют, чтобы полимеразы связывали нуклеотиды в длинные цепи. Прокариоты, такие как бактерии, и эукариоты, такие как клетки человека, имеют полимеразы, которые могут работать по-разному или аналогично, в зависимости от контекста. Однако одна и та же основная тема точного связывания нуклеотидов присутствует как у прокариот, так и у эукариот.
Более одной полимеразы
У бактерий пять ДНК-полимераз, у человека - 15. Обычно они относятся к трем различным классам: A, B и X. ДНК Pol III, которая составляет ведущую цепь во время репликации ДНК, относится к типу класса А и образует очень длинные цепи (30 000 нуклеотидов) перед тем, как отпадет от ДНК. ДНК Pol I, которая образует короткие прерывистые фрагменты Окадзаки на отстающей цепи, принадлежит к классу B - она образует фрагменты длиной около 600 нуклеотидов. Наконец, класс X содержит полимеразы, которые участвуют в восстановлении поврежденной ДНК. Они также добавляют нуклеотиды, но в виде коротких цепочек.
Статьи по Теме
Этапы транскрипции ДНК
Какой фермент отвечает за удлинение цепи РНК?
Что такое ацетилирование гистонов?
Как работает трансляция ДНК?
Почему существует 61 антикодон?
Каковы функции мРНК и тРНК?
Фермент, катализирующий образование молекулы ДНК
Важность свободных рибосом
Три способа, которыми молекула РНК структурно...
Названия нитей ДНК
Что является первым шагом в расшифровке генетических сообщений?
Как рестрикционные ферменты используются в биотехнологии?
Какие виды генов есть у плазмидов?
Какие механизмы обеспечивают точность репликации ДНК?
Расположение рибосом в клетке
Как сделать модель ДНК с помощью очистителей труб
Что используется для разрезания ДНК в определенном месте для...
В чем разница между нуклеотидом и нуклеозидом?
Как создать праймер для ПЦР
Разница между транскрипцией и репликацией ДНК
Рекомендации
- Молекулярная биология клетки: РНК-полимераза II требует общих факторов транскрипции
- Молекулярная биология клетки: сигналы, закодированные в ДНК, говорят РНК-полимеразе, где начать и где остановиться
- Молекулярная клеточная биология: машина репликации эукариот в целом аналогична машине E. кишечная палочка
- Критические обзоры в области растениеводства: множественные функции ДНК-полимераз
об авторе
Дэвид Х. Нгуен имеет докторскую степень и является биологом-онкологом и научным писателем. Его специальность - биология опухолей. Он также сильно интересуется тесной взаимосвязью между социальной несправедливостью и неравенством в отношении здоровья от рака, что особенно влияет на этнические меньшинства и порабощенные народы. Он является автором электронной книги Kindle «Советы по выживанию в аспирантуре и профессиональной школе».
Фото Кредиты
Comstock / Stockbyte / Getty Images
