Aký enzým je zodpovedný za predĺženie reťazca RNA?

Ribonukleová kyselinaalebo RNA hrá v živote bunky niekoľko dôležitých úloh. Funguje ako posol a prenáša genetický kód z deoxyribonukleovej kyseliny alebo DNA na mechanizmy syntézy proteínov bunky. Ribozomálna RNA sa spája s proteínmi a vytvára ribozómy, továrne na bielkoviny bunky. Keď ribozómy prekladajú mediálnu RNA, prenášajte RNA kyvadlové aminokyseliny do rastúcich proteínových vlákien. Iné formy RNA pomáhajú riadiť činnosť buniek. Enzým RNA polymeráza alebo RNAP, ktorý má niekoľko foriem, je zodpovedný za predĺženie reťazca RNA počas transkripcie DNA.

V eukaryotických bunkách - to znamená v bunkách s usporiadanými jadrami - sú rôzne typy RNAP označené ako I až V. Každá má trochu inú štruktúru a každá vytvára inú sadu RNA. Napríklad RNAP II je zodpovedný za vytváranie messengerovej RNA alebo mRNA. Prokaryotické bunky (ktoré nemajú usporiadané jadrá) majú jeden typ RNAP. Enzým sa skladá z niekoľkých proteínových podjednotiek, ktoré počas prepisu vykonávajú rôzne funkcie. Aktívne miesto obsahujúce atóm horčíka je miesto v enzýme, pri ktorom sa RNA predlžuje. Aktívne miesto pridáva skupiny fosfátov k rastúcemu vláknu RNA a pripája nukleotidové bázy podľa pravidiel párovania báz.

DNA je dlhá molekula s hlavným reťazcom zloženým zo striedajúcich sa cukrových a fosfátových jednotiek. Jedna zo štyroch nukleotidových báz - molekuly s jedným alebo dvoma kruhmi obsahujúce dusík - visí nad každou cukrovou jednotkou. Štyri DNA bázy sú označené A, T, C a G. Sekvencia párov báz pozdĺž molekuly DNA určuje sekvenciu aminokyselín v proteínoch syntetizovaných bunkou. DNA zvyčajne existuje ako dvojitá špirála, v ktorej sa bázy dvoch reťazcov viažu k sebe podľa pravidiel párovania báz: bázy A a T tvoria jednu sadu párov, zatiaľ čo C a G tvoria druhú sadu. RNA je príbuzná jednovláknová molekula, ktorá dodržiava rovnaké pravidlá párovania báz počas transkripcie DNA, s výnimkou substitúcie U bázy za T v RNA.

Faktory iniciovajúce bielkoviny musia predtým, ako môže začať transkripcia, tvoriť komplex s molekulou RNA polymerázy. Tieto faktory umožňujú enzýmu viazať sa na promótorové oblasti - body pripojenia pre rôzne transkripčné jednotky - na vlákne DNA. Transkripčné jednotky sú sekvencie jedného alebo viacerých génov, ktoré sú proteínovo špecifickými časťami reťazca DNA. Komplex RNA polymeráza vytvára transkripčnú bublinu rozbalením časti dvojitej špirály DNA na začiatku transkripčnej jednotky. Enzýmový komplex potom začne zhromažďovať RNA čítaním reťazca DNA templátu po jednej báze.

Komplex RNA polymerázy môže spôsobiť veľa nesprávnych štartov pred začiatkom predĺženia. Pri nesprávnom začiatku enzým prepíše asi 10 báz, potom proces preruší a reštartuje. Predĺženie môže začať, až keď RNAP uvoľní iniciačné proteínové faktory, ktoré ho ukotvia k oblasti promótora DNA. Akonáhle prebieha predĺženie, enzým získava faktory predĺženia, aby pomohol presunúť transkripčnú bublinu nadol po vlákne DNA. Pohybujúca sa molekula RNAP predlžuje nové vlákno RNA pridaním cukrovo-fosfátových jednotiek a nukleotidových báz, ktoré dopĺňajú základy na templáte DNA. Ak RNAP objaví chybne spárovanú bázu, môže štiepiť a resyntetizovať chybný segment RNA. Transkripcia končí, keď enzým číta stopovú sekvenciu na DNA templáte. Na konci enzým RNAP uvoľní transkript RNA, proteínové faktory a templát DNA.