Ribonucleïnezuur of RNA speelt verschillende vitale rollen in het leven van een cel. Het fungeert als een boodschapper, die de genetische code van deoxyribonucleïnezuur, of DNA, doorgeeft aan de eiwitsynthese-machine van de cel. Ribosomaal RNA komt samen met eiwitten om ribosomen te vormen, de eiwitfabrieken van de cel. Transfer RNA transporteert aminozuren naar groeiende eiwitstrengen als ribosomen messenger RNA vertalen. Andere vormen van RNA helpen de celactiviteit te regelen. Het enzym RNA-polymerase of RNAP, dat verschillende vormen heeft, is verantwoordelijk voor het verlengen van de RNA-keten tijdens de transcriptie van DNA.

RNA-polymerasestructuur

In eukaryote cellen - dat wil zeggen cellen met georganiseerde kernen - de verschillende RNAP-typen hebben het label I tot en met V. Elk heeft een iets andere structuur en elk creëert een andere reeks RNA's. RNAP II is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor het maken van messenger-RNA of mRNA. Prokaryote cellen (die geen georganiseerde kernen hebben) hebben één type RNAP. Het enzym bestaat uit verschillende eiwitsubeenheden die verschillende functies uitvoeren tijdens transcriptie. Een actieve plaats die een magnesiumatoom bevat, is de locatie binnen het enzym waarbij het RNA langer wordt. De actieve site voegt suikerfosfaatgroepen toe aan de groeiende RNA-streng en hecht nucleotide-basen volgens de regels voor basenparing.

Base-koppeling

DNA is een lange molecule met een ruggengraat bestaande uit afwisselend suiker- en fosfaateenheden. Eén van de vier nucleotide-basen - enkel- of dubbel-dubbelmoleculaire moleculen die stikstof bevatten - hangt aan elke suikereenheid. De vier DNA-basen zijn gemerkt als A, T, C en G. De sequentie van basenparen langs het DNA-molecuul dicteert de sequentie van aminozuren in de door de cel gesynthetiseerde eiwitten. DNA bestaat meestal als een dubbele helix waarin de basen van twee strengen aan elkaar binden volgens de basisregels: de A- en T-basen vormen één set paren, terwijl C en G de andere set vormen. RNA is een verwant, enkelstrengig molecuul dat dezelfde basenparingregels tijdens DNA-transcriptie observeert, behalve de substitutie van de U-base voor T in RNA.

Transcriptie-initiatie

Eiwitinitiatie Factoren moeten een complex vormen met een molecuul RNA-polymerase voordat de transcriptie kan beginnen. Deze factoren stellen het enzym in staat om te binden aan promotergebieden - aanhechtingspunten voor verschillende transcriptie-eenheden - op een DNA-streng. Transcriptie-eenheden zijn sequenties van één of meer genen, die de eiwitspecifieke gedeelten van een DNA-streng zijn. Het RNA-polymerasecomplex creëert een transcriptiebel door een deel van de dubbele DNA-helix aan het begin van de transcriptie-eenheid open te ritsen. Het enzymcomplex begint dan met het assembleren van RNA door de DNA-sjabloonstreng één base per keer te lezen.

Verlenging en Beëindiging

Het RNA-polymerasecomplex kan vele valse starts maken voordat de verlenging begint. Bij een valse start overschrijft het enzym ongeveer 10 basen en breekt dan het proces af en start opnieuw. Verlenging kan alleen beginnen wanneer het RNAP de initiërende eiwitfactoren vrijmaakt die het verankeren aan het DNA-promotorgebied. Zodra de verlenging aan de gang is, schakelt het enzym rekfactoren in om de transcriptiebel langs de DNA-streng te helpen verplaatsen. Het bewegende RNAP-molecuul verlengt de nieuwe RNA-streng door toevoeging van suikerfosfaateenheden en nucleotidebasen die de basen op de DNA-matrijs aanvullen. Als de RNAP een verkeerd gepaarde base ontdekt, kan deze het dolende RNA-segment splitsen en hersynthetiseren. De transcriptie eindigt wanneer het enzym een ​​stopsequentie op de DNA-sjabloon leest. Na beëindiging geeft het RNAP-enzym het RNA-transcript, de eiwitfactoren en de DNA-template vrij