เอ็นไซม์ชนิดใดที่มีหน้าที่ในการยืดสาย RNA?

กรดไรโบนิวคลีอิกหรือ RNA มีบทบาทสำคัญในชีวิตของเซลล์ มันทำหน้าที่เป็นผู้ส่งสาร ถ่ายทอดรหัสพันธุกรรมจากกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกหรือ DNA ไปยังเครื่องจักรสังเคราะห์โปรตีนของเซลล์ Ribosomal RNA เข้าร่วมกับโปรตีนเพื่อสร้างไรโบโซมซึ่งเป็นโรงงานผลิตโปรตีนของเซลล์ ถ่ายโอน RNA ขนส่งกรดอะมิโนไปเป็นสายโปรตีนที่กำลังเติบโตในขณะที่ไรโบโซมแปล RNA ของผู้ส่งสาร RNA รูปแบบอื่นช่วยควบคุมการทำงานของเซลล์ เอ็นไซม์ RNA polymerase หรือ RNAP ซึ่งมีหลายรูปแบบ มีหน้าที่ในการยืดสาย RNA ระหว่างการถอดรหัสของ DNA

ในเซลล์ยูคาริโอต นั่นคือ เซลล์ที่มีการจัดระเบียบนิวเคลียส RNAP ชนิดต่างๆ จะติดป้ายกำกับ I ถึง V แต่ละตัวมีโครงสร้างที่แตกต่างกันเล็กน้อย และแต่ละอันก็สร้างชุด RNA ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น RNAP II มีหน้าที่สร้าง Messenger RNA หรือ mRNA เซลล์โปรคาริโอต (ซึ่งไม่มีนิวเคลียสที่จัด) มี RNAP หนึ่งประเภท เอนไซม์ประกอบด้วยหน่วยย่อยโปรตีนหลายหน่วยที่ทำหน้าที่ต่างๆ ระหว่างการถอดรหัส แอคทีฟไซต์ที่มีอะตอมแมกนีเซียมคือตำแหน่งภายในเอ็นไซม์ที่อาร์เอ็นเอยืดออก ไซต์ที่ใช้งานจะเพิ่มกลุ่มน้ำตาลฟอสเฟตให้กับสาย RNA ที่กำลังเติบโตและยึดฐานของนิวคลีโอไทด์ตามกฎการจับคู่เบส

ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลยาวที่มีแกนหลักประกอบด้วยหน่วยน้ำตาลและฟอสเฟตสลับกัน หนึ่งในสี่ของเบสนิวคลีโอไทด์ - โมเลกุลเดี่ยวหรือวงแหวนคู่ที่มีไนโตรเจน - แขวนออกจากแต่ละหน่วยน้ำตาล เบสทั้งสี่มีป้ายกำกับว่า A, T, C และ G ลำดับของคู่เบสตามโมเลกุล DNA กำหนดลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนที่สังเคราะห์โดยเซลล์ ดีเอ็นเอมักจะมีอยู่เป็นเกลียวคู่ซึ่งเบสของเกลียวสองเส้นผูกติดกันตามกฎการแยกฐาน: เบส A และ T ก่อให้เกิดคู่ชุดหนึ่ง ขณะที่ C และ G สร้างอีกชุดหนึ่ง RNA เป็นโมเลกุลสายเดี่ยวที่เกี่ยวข้องกันซึ่งสังเกตกฎการจับคู่เบสเดียวกันในระหว่างการถอดรหัส DNA ยกเว้นการแทนที่ของฐาน U สำหรับ T ใน RNA

ปัจจัยการเริ่มโปรตีนจะต้องสร้างสารเชิงซ้อนที่มีโมเลกุลของ RNA polymerase ก่อนที่จะเริ่มการถอดรหัส ปัจจัยเหล่านี้ทำให้เอ็นไซม์สามารถจับกับบริเวณโปรโมเตอร์ ซึ่งเป็นจุดยึดสำหรับหน่วยการถอดรหัสต่างๆ บนสายดีเอ็นเอ หน่วยการถอดความคือลำดับของยีนหนึ่งตัวหรือมากกว่า ซึ่งเป็นส่วนที่ระบุโปรตีนของสายดีเอ็นเอ คอมเพล็กซ์ RNA polymerase สร้างฟองการถอดรหัสโดยการคลายซิปส่วนหนึ่งของเกลียวคู่ของ DNA ที่จุดเริ่มต้นของหน่วยการถอดรหัส คอมเพล็กซ์ของเอนไซม์จะเริ่มประกอบ RNA โดยการอ่านแม่แบบ DNA ทีละเบสทีละเบส

คอมเพล็กซ์ RNA polymerase อาจทำการสตาร์ทผิดพลาดหลายครั้งก่อนที่จะเริ่มการยืดตัว ในการเริ่มต้นที่ผิดพลาด เอ็นไซม์ถอดความประมาณ 10 เบส จากนั้นยกเลิกกระบวนการและเริ่มต้นใหม่ การยืดตัวสามารถเริ่มต้นได้ก็ต่อเมื่อ RNAP ปล่อยปัจจัยโปรตีนเริ่มต้นที่ยึดเข้ากับบริเวณโปรโมเตอร์ดีเอ็นเอ เมื่อการยืดตัวดำเนินไป เอ็นไซม์จะอาศัยปัจจัยการยืดตัวเพื่อช่วยเคลื่อนฟองการถอดรหัสลงไปตามสายดีเอ็นเอ โมเลกุล RNAP ที่เคลื่อนที่จะยืดสาย RNA ใหม่โดยการเพิ่มหน่วยน้ำตาลฟอสเฟตและเบสนิวคลีโอไทด์ที่เสริมฐานบนเทมเพลตดีเอ็นเอ หาก RNAP พบฐานที่ผิดพลาดก็สามารถแยกส่วนและสังเคราะห์ส่วน RNA ที่หลงทางได้ การถอดเสียงจะสิ้นสุดลงเมื่อเอนไซม์อ่านลำดับการหยุดบนเทมเพลตดีเอ็นเอ เมื่อสิ้นสุดการทำงาน เอนไซม์ RNAP จะเผยแพร่การถอดเสียง RNA ปัจจัยโปรตีน และแม่แบบ DNA