NộI Dung
Axit ribonucleic, hay RNA, đóng một số vai trò quan trọng trong sự sống của một tế bào. Nó hoạt động như một sứ giả, chuyển mã di truyền từ axit deoxyribonucleic hoặc DNA, đến máy móc tổng hợp protein tế bào. RNA ribosome kết hợp với protein để tạo thành ribosome, nhà máy sản xuất protein tế bào. Chuyển RNA chuyển các axit amin thành các chuỗi protein đang phát triển khi các ribosome dịch RNA thông tin. Các dạng RNA khác giúp kiểm soát hoạt động của tế bào. Enzyme RNA polymerase, hay RNAP, có một số dạng, chịu trách nhiệm kéo dài chuỗi RNA trong quá trình phiên mã DNA.
Cấu trúc RNA polymerase
Trong các tế bào nhân chuẩn - nghĩa là các tế bào có nhân có tổ chức - các loại RNAP khác nhau được gắn nhãn I đến V. Mỗi loại có cấu trúc hơi khác nhau và mỗi loại tạo ra một bộ RNA khác nhau. Ví dụ, RNAP II chịu trách nhiệm tạo RNA thông tin, hoặc mRNA. Các tế bào nhân sơ (không có nhân có tổ chức) có một loại RNAP. Enzym bao gồm một số tiểu đơn vị protein thực hiện các chức năng khác nhau trong quá trình phiên mã. Một vị trí hoạt động có chứa một nguyên tử magiê là vị trí bên trong enzyme mà RNA kéo dài. Vị trí hoạt động bổ sung các nhóm đường phốt phát vào chuỗi RNA đang phát triển và gắn các cơ sở nucleotide theo quy tắc ghép cặp cơ sở.
Ghép nối cơ sở
DNA là một phân tử dài với một xương sống bao gồm các đơn vị đường và phốt phát xen kẽ. Một trong bốn bazơ nucleotide - các phân tử vòng đơn hoặc đôi có chứa nitơ - treo trên mỗi đơn vị đường. Bốn cơ sở DNA được dán nhãn A, T, C và G. Trình tự các cặp bazơ dọc theo phân tử DNA quy định trình tự các axit amin trong protein được tổng hợp bởi tế bào. DNA thường tồn tại như một chuỗi xoắn kép trong đó các bazơ của hai chuỗi liên kết với nhau theo quy tắc phân chia cơ sở: các cơ sở A và T tạo thành một bộ các cặp, trong khi C và G tạo thành một bộ khác. RNA là một phân tử chuỗi đơn có liên quan, tuân thủ các quy tắc ghép cặp cơ sở giống nhau trong quá trình phiên mã DNA, ngoại trừ việc thay thế cơ sở U cho T trong RNA.
Bắt đầu phiên mã
Các yếu tố khởi tạo protein phải tạo thành phức hợp với một phân tử RNA polymerase trước khi phiên mã có thể bắt đầu. Các yếu tố này cho phép enzyme liên kết với các vùng quảng bá - điểm đính kèm cho các đơn vị phiên mã khác nhau - trên chuỗi DNA. Đơn vị phiên mã là chuỗi của một hoặc nhiều gen, là các phần xác định protein của chuỗi DNA. Phức hợp RNA polymerase tạo ra bong bóng phiên mã bằng cách giải nén một phần chuỗi xoắn kép DNA khi bắt đầu đơn vị phiên mã. Sau đó, phức hợp enzyme bắt đầu lắp ráp RNA bằng cách đọc mẫu DNA từng sợi một cơ sở tại một thời điểm.
Kéo dài và chấm dứt
Phức hợp RNA polymerase có thể tạo ra nhiều khởi đầu sai trước khi bắt đầu kéo dài. Trong một khởi đầu sai, enzyme phiên mã khoảng 10 cơ sở và sau đó hủy bỏ quá trình và khởi động lại. Độ giãn dài chỉ có thể bắt đầu khi RNAP giải phóng các yếu tố protein khởi đầu neo nó vào vùng quảng bá DNA. Khi quá trình kéo dài đang được tiến hành, enzyme làm tăng các yếu tố kéo dài để giúp di chuyển bong bóng phiên mã xuống chuỗi DNA. Phân tử RNAP di chuyển kéo dài chuỗi RNA mới bằng cách thêm các đơn vị đường-phốt-phát và các cơ sở nucleotide bổ sung cho các bazơ trên mẫu DNA. Nếu RNAP phát hiện ra một cơ sở bị thất vọng, nó có thể phân tách và tái tổng hợp đoạn RNA sai lầm. Phiên mã kết thúc khi enzyme đọc một chuỗi dừng trên mẫu DNA. Khi chấm dứt, enzyme RNAP giải phóng bản phiên mã RNA, các yếu tố protein và mẫu DNA.