Vilket enzym är ansvarigt för att förlänga RNA-kedjan?

Ribonukleinsyra, eller RNA, spelar flera viktiga roller i en cells liv. Det fungerar som en budbärare som vidarebefordrar den genetiska koden från deoxiribonukleinsyra eller DNA till cellens proteinsyntesmaskineri. Ribosomalt RNA förenas med proteiner för att bilda ribosomer, cellens proteinfabriker. Överför RNA-shuttles aminosyror till växande proteinsträngar eftersom ribosomer översätter budbärar-RNA. Andra former av RNA hjälper till att kontrollera cellaktiviteten. Enzymet RNA-polymeras, eller RNAP, som har flera former, är ansvarigt för att förlänga RNA-kedjan under transkriptionen av DNA.

I eukaryota celler - det vill säga celler med organiserade kärnor - är de olika RNAP-typerna märkta I till V. Var och en har en något annan struktur och varje skapar en annan uppsättning RNA. Till exempel är RNAP II ansvarig för att skapa messenger RNA, eller mRNA. Prokaryota celler (som inte har organiserade kärnor) har en typ av RNAP. Enzymet består av flera proteinunderenheter som utför olika funktioner under transkription. Ett aktivt ställe som innehåller en magnesiumatom är platsen i enzymet där RNA förlängs. Det aktiva stället adderar socker-fosfatgrupper till den växande RNA-strängen och fäster nukleotidbaser enligt basparningsreglerna.

DNA är en lång molekyl med en ryggrad som består av alternerande socker- och fosfatenheter. En av fyra nukleotidbaser - en- eller dubbelringade molekyler som innehåller kväve - hänger av varje sockerenhet. De fyra DNA-baserna är märkta A, T, C och G. Sekvensen av baspar längs DNA-molekylen dikterar sekvensen av aminosyror i proteinerna som syntetiseras av cellen. DNA existerar vanligtvis som en dubbel helix där baserna i två strängar binder till varandra enligt basparingsregler: A- och T-baserna bildar en uppsättning par, medan C och G bildar den andra uppsättningen. RNA är en besläktad enkelsträngad molekyl som observerar samma basparningsregler under DNA-transkription, förutom att U-basen är substituerad med T i RNA.

Proteininitieringsfaktorer måste bilda ett komplex med en molekyl av RNA-polymeras innan transkriptionen kan börja. Dessa faktorer gör det möjligt för enzymet att binda till promotorregioner - fästpunkter för olika transkriptionsenheter - på en DNA-sträng. Transkriptionsenheter är sekvenser av en eller flera gener, vilka är de proteinspecifika delarna av en DNA-sträng. RNA-polymeraskomplexet skapar en transkriptionsbubbla genom att packa upp en del av DNA-dubbelspiralen i början av transkriptionsenheten. Enzymkomplexet börjar sedan samla RNA genom att läsa DNA-mallsträngen en bas i taget.

RNA-polymeraskomplexet kan göra många falska startar innan förlängningen börjar. I en felaktig start transkriberar enzymet cirka 10 baser och avbryter sedan processen och startar om. Förlängning kan bara börja när RNAP släpper de initierande proteinfaktorerna som förankrar den i DNA-promotorregionen. När förlängningen är på gång tar enzymet upp förlängningsfaktorer för att flytta transkriptionsbubblan ner i DNA-strängen. Den rörliga RNAP-molekylen förlänger den nya RNA-strängen genom att tillsätta socker-fosfatenheter och nukleotidbaser som kompletterar baserna på DNA-mallen. Om RNAP upptäcker en ihopkopplad bas kan den klyva och syntetisera det felaktiga RNA-segmentet. Transkriptionen slutar när enzymet läser en stoppsekvens på DNA-mallen. Vid avslutning frigör RNAP-enzymet RNA-transkriptet, proteinfaktorerna och DNA-mallen.