Duncan Smith/Stockbyte/Getty Images

Ribonucleïnezuur (RNA) is essentieel voor het celleven en dient als boodschapper die genetische informatie van DNA naar de eiwitsynthesemachinerie van de cel overbrengt. Ribosomaal RNA combineert met eiwitten om ribosomen te vormen, de eiwitfabrieken van de cel. Transfer-RNA brengt aminozuren naar ribosomen, waardoor de vertaling van messenger-RNA in polypeptideketens mogelijk wordt. Andere RNA-soorten reguleren de cellulaire activiteit. Het enzym RNA-polymerase (RNAP), dat in meerdere vormen bestaat, orkestreert de verlenging van RNA-strengen tijdens DNA-transcriptie.

RNA-polymerasestructuur

In eukaryote cellen worden RNAP's geclassificeerd als I tot en met V, elk met een aparte structuur en die een specifieke klasse RNA produceren. RNAP II synthetiseert bijvoorbeeld boodschapper-RNA (mRNA). Prokaryotische cellen bezitten een enkel RNAP-type. Het enzym omvat verschillende eiwitsubeenheden die verschillende functies tijdens transcriptie coördineren. Een aan magnesium gebonden actieve plaats binnen het complex voegt suiker-fosfaateenheden toe aan het ontluikende RNA, waarbij nucleotidebasen worden toegevoegd in overeenstemming met de regels voor baseparing.

Basiskoppeling

De ruggengraat van DNA bestaat uit afwisselende suiker- en fosfaatresiduen, met aan elke suiker vier stikstofbasen – adenine (A), thymine (T), cytosine (C) en guanine (G). De volgorde van de basenparen langs het DNA bepaalt de aminozuurvolgorde van eiwitten. DNA neemt doorgaans een dubbele helix-conformatie aan, waarbij A paren met T en C paren met G. RNA, een enkelstrengs analoog, volgt dezelfde paringslogica, maar vervangt thymine door uracil (U).

Transcriptie-initiatie

Initiatie vereist een complex van eiwitinitiatiefactoren en RNA-polymerase dat promotorgebieden op DNA herkent. Deze promoters bakenen transcriptie-eenheden af:clusters van een of meer genen. Het RNAP-complex windt een kort segment van de dubbele helix af om een transcriptiebubbel te vormen en leest vervolgens de sjabloonstreng base voor base om de RNA-synthese te starten.

Verlenging en beëindiging

Vóór echte verlenging kan het RNAP-complex valse starts uitvoeren, waarbij ongeveer tien nucleotiden worden getranscribeerd voordat het wordt afgebroken en opnieuw wordt opgestart. De verlenging begint zodra de initiërende factoren loskomen, waardoor RNAP vrijkomt om verlengingsfactoren te recruteren die de beweging van de bellen langs DNA vergemakkelijken. Het polymerase verlengt vervolgens de RNA-streng en neemt complementaire nucleotiden op. Als er een verkeerd paar optreedt, kan RNAP het defecte segment splitsen en opnieuw synthetiseren. De transcriptie eindigt wanneer het enzym een ​​stopsequentie tegenkomt; het voltooide RNA-transcript, samen met de initiatiefactoren en DNA, wordt vrijgegeven.