ObrazE110

Tematy pokrewne Struktura DNA (FI)    Regulacja transkrypcji

Struktura RNA (Cl)    prowadzonej przez

Opercm laktozowy (toc) (G3)    polimerazę RNA n (G7)

Operon tryptofanowy (trpj (G4) Dojrzewanie pre-mRNA Transkrypcja u eukariotów -    u eukariotów (G8)

wiadomości podstawowe (G5) Rybosomowy RNA (G9) Transkrypcja eukariotycznych genów Transportujący RNA (G10) kodui4cych białka (G6)

Trzy etapy transkrypcji

Promotory i inicjacja

Ttanskrypfja genów przez polimerazę RNA z E. coli obejmuje trzy etapy iniciacie. elongację i terminację, Podczas inicjacji polimeraza RNArorpa znaje speryhmic miepee na DNA, znajdujące się przed genem przeznt-czonym do przepisania na RNA, określane jako miejsce promntntnw Polimprara RNA rozplata w tym miejscu rlwnniripwy DNA by udostępnić jedna z. nici DNA jako matrycę do syntezy RNA. Podczas gjgngacji enzym przesuwa się wzdłuż genu i t yntetyzujo RNA komplementarny do matrycy DNA. wykorzystując jako substraty 5'-trifosforany lyhnnnkW żydów. j^LD^A bezpośrednio wykorzystywana do syntezy RNA jest określana jako nić matrycowa lub nić anlysensowiw (-). Tworzony RNA ma sekwencje nukleotydów taką samą jak nić DNA nie stanowiąca matTycy (z tym, że w RNA zamiast T występuje U) i dlatego tę nić DNA określa się jako nić kodującą lub wić sensowną (+). W różnych miejscach bakteryjnego chromosomu przepisywaniu na sekwencje RNA ulep rai jedpa nić DNA) »z druga, zależnie od tego, która z nici stanowi nk kodującą danego genu. Polimeraza RNA identyfikuje nić DNA przezna-ęjonądo przepisania na RNA na podstawie orientacji miejsca promotoro-wego. W końcowym etapie transkrypcji polimeraza RNA napotyka sygnaly.terminacjif zaprzestaje wydlużania RNA. uwalnia eotowy trans-krypt-Lmldysocjowuje od DNA.

W komórkach E. coli wszystkie geny są transkrybowane przez tę samą dużą polimerazę RNA, złożoną z podjednostek a;PP'<i>o. Kompletni enzym. rkrrjlnnyjalrnhnlnrnTym jest niezbędny do inicjacji transkrypcji ponieważ podjednostka o odgrywa zasadniczą rolę w rozpoznania promotorów. Pjidjednoslka a zmniejsza powinowactwo rdzenia enzymu

mają kilka różnych typów podjednostek a rozpoznających różne typ) -promotorów (u E. coli większość genów transkrybowanych jestz udzie lem o⁷⁰).

Holoenżym wiąże się do rejonji prnmntnrowego (40-60 pz) i inicjuje transkrypcje w niewielkiej odległości, poniżej promotora (w kierunku T od promotora). W obrębie promotora leżą dwie 6-nukleotydowe sekwencje, które są szczególnie ważne dla prawidłowego, funkcjonowania promotora i dlatego są bardzo podobne w różnych genach. Zgodnie z ogólnie przyjętą zasadą, według której pierwszy transkrybowany nukleotyd oki» ślany jako +1, te dwa stale elementy promotora leżą w pozycji -10 or«' -35, co oznacza odpowiednio 10 pz i 35 pz powyżej miejsca rozpoczęci* transkrypcji (rys. 1).

Mdi

TTGAC A---

Mkwancia-38

'6-1901    s-ao»    t—*

4-------TATAAT------------I

mioffca startu uanafcrypcit

jncla-10 (kaseto Pnonow a)

Rys » Promotoi prokanotyczny z sekwenc/amt rejonów-10i-3S Zgodnie z przyjęta konwencji), pierwszy nukteotyd uJega/ący transkrypcji ma numer -1. jest to metsca

sianu transkrypcji

•    Sekwencja zgodna (ang consensus) elementu -10 to TATAAT. Ponieważ element ten został odkryty przez Pribnowa, dlatego nazywany jest również kaietą Pribnowa. Sekwencja TATAAT jest istotnym elementem promotora, oddziałującym z pod jednostką a polimcrazy RNA.

•    Sekwencja zgodna (ang. consensus) elementu -35 to l 1 GACA Element ten jest waiyjy przy rozplataniu DNA podczas inicjacji transkrypcji.

Sekwencja rejonu rozdzielającego elementy -10 i -35 nie jest zachowawcza (tzn. różni się znacznie w przypadku różnych promotorów), ale odległość pomiądzy sekwencjami -10 i -35 jest niezwykle istotna dla prawidłowego funkcjonowania promotora.

Pnunntnry różnią się między sobą nawet 1000-krotnie rod względem wydajności i ragach transkrypcji, geny mające silne promotory są trans-krybowane bardzo często,” natomiast geny o słabych promotorach są transkrybowane dużo rzadziej. Sekwencje -10 i -35 silnych promotorów są identyczne z sekwencjami zgodnymi elementów —10 i —35 pokazanymi na rysunku 1. Słabsze promotory różnią się w jednym lub w kilku miejscach od opisanych sekwencji zgodnych. Charakter sekwencji otaczającej start transkrypcji może mieć również wpływ na wydajność inicjacji, Polimeraza RNA ńie wymaga startera do rozpoczęcia transkrypcji (porównaj potimerazy DINA, tematy H1 H) Wiążąc się z miejscem promotorowym, polimeraza RNA bezpośrednio rozpoczyna syntezę RNA.

Elongacja

Wt

rtł

Po inicjacji transkrypcji pndjeHnnciba 5 opuszcza kompleks transkryp-cyjny, a rdzeń; pnzymu (u.piVui) samodzielnie kontynuuje syntezę trans-kryptu. Tak więc, rdzeń enzymu posiada centrum katalityczne odpowiedzialne za polimeryzację, najprawdopodobniej miejsce to znajduje się w obrębie pndjc|tnnsHri p Pierwszym nukleotydem w transkrypcje jest zwykle pppGlub pppA. Polimeraza RNA syntetyzuje RNA w kierunku 5'—>3'. używając jako substratów reakcji polimeryzacji ‘5^,-trifosforany rybonukleozydów (ATP, CTP, GTP, UTP). Grupa 3'-OH na końcu rosnącego łańcucha RNA atakuje grupę fosforanową a następnego 5 -trifogforanu rybonukleozydu, tworząc wiązanie 3',5'-fotfndipitrpwe (rys. 2). Kompleks utworzony przez polimerazę RNA, matrycę DNA i powstający RNA zwany jest kompleksem trójskładnikowym, a rejon rozplecionego DNA. który ulega transkrypcji, bąblem transkrypcyjnym (rys. 3). Powstająca cząsteczka-RNA tworzy z nicią matrycowa DNA przejściową hybrydową helisę RNA-DNA, przesuwającą się wraz z bąblem transkrypcyjnym. DNA jest rozplatany przed bąblem transkrypcyjnym, a po przejściu kompleksu transkrypcyjnego obie nici DNA tworzą ponownie regularną dwuniciową helisę.