Inligting

Hoe eindig transkripsie?

Hoe eindig transkripsie?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

In rho-afhanklike terminasie in prokariote, hoe “weet” RNA-polimerase dat dit die einde van 'n geen bereik het en dat dit moet stop sodat die rho-faktor mRNA se groefplek kan bind? Is daar 'n terminasievolgorde op die sjabloon-DNA wat die einde van 'n geen "sein"?

En gevolglik, hoe "weet" die rho-faktor wanneer om aan mRNA te bind?... hoe herken rho-faktor dat die RNA-polimerase gestop het sodat dit sy ATPase-aktiwiteit kan begin om die transkripsiekompleks van DNA te dissosieer en die mRNA vry te stel?


Beëindiging van die sintese van die RNA-molekule in bakterieë word ook deur 'n volgorde in die sjabloonstring van die DNA-molekule aangedui.
Hierdie volgorde van nukleotied in die sjabloonstring is die RNA-polimerase-pouseplek. Wanneer die RNAP voortgaan met sy transkripsie, bereik dit hierdie webwerf en onderbreek sy transkripsie-aktiwiteit hier. Die lang lewe van hierdie pouse kan ook beïnvloed word deur verskeie faktore soos hoë $Mg^{2+}$ ione in sommige gevalle.

Intussen, rho faktor wat na binding aan roet-plek sy translokasie langs die mRNA voortgaan (veronderstel mRNA word hier gesintetiseer) in 5'-3' rigting met behulp van sy ATPase aktiwiteit. Die rho-faktor gebruik hierdie geleentheid wanneer RNAP sy transkripsieaktiwiteit by die onderbreek het RNAP pouse webwerf om hierdie ternêre transkripsie-verlengingskompleks te bereik. Wanneer dit hierdie kompleks bereik het, begin dit sy ATP afhanklike helikase aktiwiteit wat die RNA-DNA hibriede heliks skei, wat die vrystelling van die mRNA veroorsaak.


In prokariote gebeur transkripsie en translasie amper gelyktydig. Stroomaf van die translasiestopkodon bestaan ​​daar 'n C-ryke plek op die mRNA genaamd die rho-benutting-plek (roet) en 'n ander plek genaamd transkripsie-stoppunt (tsp).

Rho-afhanklike beëindiging van transkripsie word hoofsaaklik beheer deur die stroomop-Rho-benutting (groef) volgordes van 'n terminator

Hoe weet RNA-polimerase dit het die einde bereik? RNA-polimerase pouseer by die teelepel-plek tydens transkripsie. Die groefplek funksioneer as 'n mRNA-laaiplek en dit werk ook om die rho-faktor te aktiveer. Die geaktiveerde rho-faktor beweeg af in die mRNA terwyl dit nog aan die groefplek geheg is en haal die onderbroke RNA-polimerase in. Kontak met die RNA-polimerase lei daartoe dat RNA-polimerase van die transkripsiekompleks dissosieer. Jy kan hier oor die dissosiasie lees, maar die artikel is agter 'n betaalmuur.

Ek dink ek het die "wanneer weet rho geantwoord?" ook. Lees ook die wikipedia-artikel hieroor


Hoe eindig transkripsie? - Biologie

Die proses van Transkripsie vind plaas in die sitoplasma in prokariote en in kern in eukariote. Dit gebruik DNA as 'n sjabloon om 'n RNA (mRNA) molekule te maak. Tydens transkripsie word 'n string mRNA gemaak wat komplementêr is tot 'n string DNA. Figuur 1 wys hoe dit gebeur. Uiteindelik sal gedeeltes van die getranskribeerde mRNA in funksionele proteïene gemaak word.

Figuur 1. Oorsig van transkripsie. Transkripsie gebruik die volgorde van basisse in 'n string DNA om 'n komplementêre string van mRNA te maak. Drieling is groepe van drie opeenvolgende nukleotiedbasisse in DNA. Kodons is komplementêre groepe basisse in mRNA.


Wat is die eindresultaat van transkripsie?

Die uitkoms van transkripsie is 'n komplimentêre string boodskapper-RNA (mRNA).

Verduideliking:

Die uitkoms van transkripsie is 'n komplimentêre string boodskapper-RNA (mRNA).

Verduideliking:

Transkripsie lei tot die produksie van RNA, dit kan mRNA, rRNA en tRNA wees.

In prokariote kan enkel-RNA-polimerase al 3 tipes RNA vorm, maar in eukariote kataliseer 3 verskillende tipes RNA-polimerase transkripsie as:

RNA-polimerase 1 - rRNA
RNA-polimerase 2 - mRNA
RNA-polimerase 3 - tRNA


Wat is die eindproduk van transkripsie

Die eindproduk van transkripsie is RNA, 'n enkelstrengige molekule wat uit RNA-nukleotiede bestaan. Die drie hooftipes RNA wat in die transkripsie geproduseer word, is mRNA, tRNA en rRNA.

Boodskapper RNA

mRNA is verantwoordelik vir die vervoer van genetiese inligting vanaf die kern na die sitoplasma. mRNA word geproduseer deur die transkripsie van proteïenkoderende gene. 'n Proses genaamd translasie omskep die kodonvolgorde van die mRNA in 'n aminosuurvolgorde van funksionele proteïene.

Dra RNA oor

tRNA is verantwoordelik vir die dra van die ooreenstemmende aminosuur na die ribosome tydens translasie. As gevolg van die komplementêre streke, vorm tRNA 'n haarnaaldlusstruktuur. Dit dra aminosure deur die kodon aan hul antikodonstreek te herken. Die antikodongebied van 'n tRNA word in rooi in figuur 2.

Figuur 2: tRNA

Ribosomale RNA

rRNA is 'n komponent van 'n ribosoom wat translasie vergemaklik. 'n Ribosoom bestaan ​​uit twee subeenhede: klein subeenheid en 'n groot subeenheid.

Afsluiting

Die eindproduk van transkripsie kan óf mRNA, tRNA, rRNA of ander nie-koderende RNA wees. Die drie hooftipes RNA speel 'n rol in die sintese van aminosuurkettings. mRNA is die transkripsie wat die kodonvolgorde vir die sintese van 'n polipeptiedketting bevat. tRNA bring ooreenstemmende aminosure na die translasiekompleks. rRNA vorm ribosome waarin translasie plaasvind.

Verwysing:

1. "Oorsig van transkripsie." Khan Akademie, Hier beskikbaar.

Beeld met vergunning:

1. “DNA-transkripsie” Deur deur myself herwerk en gevektoriseer – Nasionale Menslike Genoom Navorsingsinstituut, (Publieke Domein) via Commons Wikimedia
2. “TRNA-Met gis” Deur Yikrazuul – Eie werk PMID 19925799 (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

Oor die skrywer: Lakna

Lakna, 'n gegradueerde in Molekulêre Biologie en Biochemie, is 'n Molekulêre Bioloog en het 'n breë en groot belangstelling in die ontdekking van natuurverwante dinge


Hoe eindig transkripsie? - Biologie

In transkripsie staan ​​die DNA-string wat gebruik word om mRNA te sintetiseer, bekend as die sjabloonstring. Terwyl die nie-sjabloon of koderende string ooreenstem met die volgorde van die RNA. Dit pas egter nie presies daarmee nie, aangesien RNA uracil (U) in plaas van timien (T) het. Die nukleotiede van RNA staan ​​bekend as ribonukleotiede. Hierdie nukleotiede bind aan die sjabloonstring via waterstofbindings nadat die DNA-molekule oopgemaak het. En dan word daardie nukleotiede met 'n fosfodiesterbinding aan mekaar gebind, net soos DNA gebind is.

RNA is 'n ensiem wat RNA van die sjabloonstring van DNA sintetiseer. En dit gebeur baie soos DNA-polimerase, behalwe vir die feit dat dit nie 'n primer benodig voordat transkripsie begin nie. Bakterieë het 'n enkele RNA-polimerase, terwyl eukariote drie verskillende ensieme het.

Aanvang van transkripsie

Transkripsie word geïnisieer deur die aanhegting van 'n proteïen bekend as 'n sigma. Die sigma heg aan een string van die DNA (die sjabloonstring) op 'n baie spesifieke plek. In bakterieë bestaan ​​verskeie sigmas en elkeen begin die transkripsie van 'n spesifieke volgorde van DNA (of geen). Sodra hierdie sigma-proteïen aan die DNA-molekule geheg het, dien dit om die RNA-polimerase in die sjabloonstring af te lei. Die sigma-proteïen herken en bind aan wat as die promotorvolgorde beskou word. Die promotorvolgorde is 'n spesifieke groep basispare. Sodra die sigma aan die DNA bind, begin transkripsie. Daar is verskeie verskillende sigmas. Elkeen is uniek en begin die sintese van 'n spesifieke geen, of in sommige gevalle verskeie verskillende gene. Alhoewel daar verskeie sigmas is, elk vir verskillende geenkomplekse, is RNA Polimerase dieselfde molekule wat met al die verskillende sigmas verbind. RNA Polimerase voeg ribonukleotiede by die sjabloonstring gebaseer op komplementêre basisparing, wat 'n mRNA genereer.

Die sigma-proteïen maak eers DNA se dubbelheliks oop by die promotorgedeelte van die DNA-string. Dan word die sjabloonstring van die DNA deur die RNA-polimerase geryg. Inkomende RNA-nukleotiede kom deur 'n kanaal in die sigma-proteïen en pare met die komplementêre basisse van die DNA se sjabloonstring. Op hierdie stadium is die RNA-polimerase funksioneel en die begin werk. En sodra dit gebeur, ontkoppel die sigma van die DNS-ketting. Dit definieer die begin van die verlengingsfase van transkripsie.

Sodra die toepaslike sigma geheg is, heg RNA Polimerase aan die sigma proteïen. Na suksesvolle aanhegting lei die sigma die DNA in plek binne die RNA Polimerase. Soos die DNA deur die RNA-polimerase gevoer word, word waterstofbindings tussen die DNA-molekule verdeel, deur 'n ritssluiter. Sodra DNA in RNA Polimerase ingevoeg is, gaan ribonukleotiede 'n ingangsportaal in die RNA Polimerase binne en pas by die D-nukleotiede gebaseer op komplementêre basisparing. Soortgelyk aan DNA-basisparing, pas sitosienbevattende deoksiribonukleotiede (D-sitosien) met guanienbevattende ribonukleotiede (R-guanien), D-guanienpare met R-sitosien en D-timienpare met R-adenien. Anders as DNA-basisparing, pare D-adenien met R-urasil. Deur 'n ander portaal in die RNA Polimerase, kom die ontwikkelende mRNA na vore. Sodra 'n paar ribonukleotiede deur RNA-polimerase gesintetiseer is, word die sigma-proteïen verwyder. Sodra die sigma verwyder is, kan dit hergebruik word om transkripsie te begin.

Verlenging van transkripsie

Verlenging in transkripsie is redelik reguit vorentoe. Die RNA-polimerase rits langs die oop DNS-molekule wat komplementêre RNA-basispare vanaf die sjabloonstring van die oop DNS pas. Nadat die sigma verwyder is, gaan RNA Polimerase voort om sjabloon en koderende stringe van die DNA uit te rits, en R-nukleotiede word gebind via fosfodiester bindings deur gebruik te maak van die kode wat deur die sjabloon string van DNA verskaf word. Die inkomende DNS gaan in 'n inlaatportaal in en word met 'n ritssluiter oopgerits. Soos die DNS die ritssluiter verbygaan, heg die waterstofbindings weer tussen die kodering en sjabloonstring en die DNS-dubbelheliks verlaat deur 'n uitgangsportaal. Ribonukleotiede gaan in deur 'n ander innameportaal en word gekombineer via komplementêre basisparing met die sjabloonstring van DNS. Die R-nukleotiede is aan mekaar gebind via fosfodiester-bindings. Ribonukleotiede word voortdurend by die 3'-punt van die ontwikkelende RNA-string gevoeg. Die 5' einde van die RNA-string verlaat deur 'n ander uitgangsportaal van die RNA Polimerase.

Beëindiging van transkripsie

By bakterieë, sodra RNA Polimerase 'n spesifieke volgorde van ribonukleotiede vanaf die DNA-sjabloonstring transkribeer, eindig (of eindig) transkripsie. Wanneer hierdie volgorde gesintetiseer word, buig 'n gedeelte van die RNA terug op homself en vorm 'n kort dubbelheliks gebaseer op komplementêre basisparing. Dit vorm 'n RNA haarnaald. Hierdie haarnaald dwing die RNA om van die DNA te skei en die RNA Polimerase maak los en die oopgemaakte DNA heg weer vas op grond van komplementêre basisparing

Transkripsie in eukariote

Fundamenteel is transkripsie in eukariote soortgelyk aan transkripsie in prokariote met 'n paar uitsonderings. In bakterieë kan RNA Polimerase enige RNA-molekule sintetiseer. In eukariote is daar drie verskillende RNA-polimerases (I, II en III). RNA Polimerase I is hoofsaaklik verantwoordelik vir die sintese van ribosomale RNA (rRNA), die molekule waaruit ribosome bestaan. Die meeste eukariotiese RNA-polimerase is RNA-polimerase II. RNA Polimerase II is verantwoordelik vir die sintetisering van mRNA, wat dit die enigste RNA Polimerase maak wat in staat is om proteïenkoderende gene te transkribeer. RNA Polimerase III is verantwoordelik vir die sintetisering van oordrag-RNA (tRNA). Tydens translasie lees tRNA's die boodskappe vanaf die mRNA en koppel 'n spesifieke aminosuurvolgorde wat proteïene genereer.

Waar bakteriële transkripsie deur 'n sigma-proteïen geïnisieer word, benodig RNA Polimerases in eukariote 'n groep proteïene bekend as basale transkripsiefaktore. Soos sigma in prokariote, sodra die basale transkripsiefaktore aan die DNA heg, heg sy onderskeie RNA Polimerase en transkripsie begin. Die verlengingsproses is feitlik identies in prokariote en eukariote. Die beëindiging van transkripsie verskil egter tussen prokariote en eukariote. In eukariote dui 'n kort volgorde in die DNA die aanhegting van 'n ensiem stroomaf van aktiewe transkripsie aan. Hierdie ensiem sny die opkomende RNA, wat die RNA-polimerase verlaat.

In eukariote bestaan ​​pre-RNA uit streke van mRNA wat kodeer vir aminosure (bekend as eksons) en streke van mRNA wat nie vir aminosure kodeer nie. Voordat die mRNA funksioneel kan wees, moet die introne verwyder word in 'n proses bekend as RNA-splyting, of post-transkripsionele modifikasie.

Post-transkripsionele modifikasie van mRNA in eukariote

By bakterieë is transkripsie van DNA na mRNA 'n direkte weg. In eukariote egter sodra mRNA gesintetiseer is deur RNA Polimerase II, gaan die mRNA deur verdere modifikasie (Fig. 11). Die produk na transkripsie staan ​​bekend as 'n primêre transkripsie (of pre-mRNA). Voordat mRNA buite die kern beweeg, word die mRNA verkort deur spesifieke dele van mRNA uit te sny en die oorblywende dele weer aan mekaar vas te heg. Hierdie proses staan ​​bekend as RNA-splyting en die gevolglike, gemodifiseerde mRNA staan ​​bekend as volwasse mRNA. Segmente van die mRNA wat weer saam herpliseer word, staan ​​bekend as eksons (omdat hulle die kern verlaat) terwyl die segmente van mRNA wat uit die pre-mRNA verwyder word as introne bekend staan. Die eksons (wat gesamentlik die volwasse mRNA uitmaak) verlaat die kern deur 'n kernporie en beweeg na 'n ribosoom in die sitosol en begin die proses van translasie.

RNA-splyting word verwerk deur hibriede proteïen-RNA-komplekse bekend as klein kern-ribonukleoproteïene (of snRNP's). RNA-splyting begin wanneer 'n primêre snRNP aan 'n guanien R-nukleotied (G) aangrensend aan 'n urasiel R-nukleotied (U) aan die 5'-punt van die pre-mRNA bind. Dit dui die ekson-intron-grens aan. Nog 'n sekondêre snRNP lees van 5' tot 3' van die mRNA af en wanneer dit in kontak kom met 'n adenien (A), en dit heg op daardie punt. Hierdie punt verteenwoordig die intron-ekson-grens. Sodra die primêre en sekondêre snRNP's geheg is, heg ander snRNPS aan daardie, in 'n kompleks bekend as 'n spliceosoom. Gesamentlik breek die spliceosoom die G-U-binding van die primêre snRNP en die binding tussen die adenien (A) van die sekondêre snRNP en sy aangrensende R-nukleotied. Aangesien U en A komplementêre basisse is, plaas die spliceosome hulle in noue kontak met mekaar, wat 'n intronlus genereer. Nukleotiede van die intronlus word uitmekaar gehaal in hul monomere, ribonukleotiede, en word herwin vir toekomstige transkripsionele gebeure. Eksons word weer aanmekaar gesplits wat 'n volwasse mRNA genereer.


Transkripsie

Ons redakteurs sal nagaan wat jy ingedien het en bepaal of die artikel hersien moet word.

Transkripsie, die sintese van RNA vanaf DNA. Genetiese inligting vloei van DNA na proteïen, die stof wat 'n organisme sy vorm gee. Hierdie vloei van inligting vind plaas deur die opeenvolgende prosesse van transkripsie (DNA na RNA) en translasie (RNA na proteïen). Transkripsie vind plaas wanneer daar 'n behoefte aan 'n bepaalde geenproduk op 'n spesifieke tydstip of in 'n spesifieke weefsel is.

Tydens transkripsie word slegs een string DNA gewoonlik gekopieer. Dit word die sjabloonstring genoem, en die RNA-molekules wat geproduseer word, is enkelstrengige boodskapper-RNA's (mRNA's). Die DNS-string wat met die mRNA sal ooreenstem, word die koderende of sintuigstring genoem. By eukariote (organismes wat 'n kern besit) word die aanvanklike produk van transkripsie 'n pre-mRNA genoem. Pre-mRNA word omvattend geredigeer deur splitsing voordat die volwasse mRNA geproduseer word en gereed is vir translasie deur die ribosoom, die sellulêre organel wat dien as die plek van proteïensintese. Transkripsie van enige geen vind plaas by die chromosomale ligging van daardie geen, wat 'n relatief kort segment van die chromosoom is. Die aktiewe transkripsie van 'n geen hang af van die behoefte aan die aktiwiteit van daardie spesifieke geen in 'n spesifieke sel of weefsel of op 'n gegewe tydstip.

Klein segmente DNA word deur die ensiem RNA-polimerase na RNA getranskribeer, wat hierdie kopiëring in 'n streng beheerde proses bewerkstellig. Die eerste stap is om 'n spesifieke volgorde op DNA te herken wat 'n promotor genoem word wat die begin van die geen aandui. Die twee stringe DNA word op hierdie punt geskei, en RNA-polimerase begin kopieer vanaf 'n spesifieke punt op een string van die DNS deur 'n spesiale tipe suikerbevattende nukleosied genaamd ribonukleosied 5'-trifosfaat te gebruik om die groeiende ketting te begin. Bykomende ribonukleosiedtrifosfate word as die substraat gebruik, en deur die splitsing van hul hoë-energie fosfaatbinding, word ribonukleosiedmonofosfate in die groeiende RNA-ketting geïnkorporeer. Elke opeenvolgende ribonukleotied word gerig deur die komplementêre basisparingsreëls van DNA. Byvoorbeeld, 'n C (sitosien) in DNA rig die inkorporering van 'n G (guanien) in RNA. Net so word 'n G in DNA gekopieer na 'n C in RNA, 'n T (timien) in 'n A (adenien), en 'n A in 'n U (uracil RNA bevat U in die plek van die T van DNA). Sintese gaan voort totdat 'n terminasiesein bereik word, op watter punt die RNA-polimerase van die DNA afval, en die RNA-molekule word vrygestel.

Voor baie gene in prokariote (organismes wat nie 'n kern het nie), is daar seine wat "operateurs" genoem word (sien operone) waar gespesialiseerde proteïene genoem onderdrukkers net stroomop van die beginpunt van transkripsie aan die DNA bind en toegang tot die DNA deur RNA-polimerase verhoed. Hierdie onderdrukkerproteïene verhoed dus transkripsie van die geen deur die werking van die RNA-polimerase fisies te blokkeer. Tipies word onderdrukkers vrygestel van hul blokkerende werking wanneer hulle seine van ander molekules in die sel ontvang wat aandui dat die geen uitgedruk moet word. Voor sommige prokariotiese gene is seine waaraan aktivatorproteïene bind om transkripsie te stimuleer.

Transkripsie in eukariote is meer ingewikkeld as in prokariote. Eerstens is die RNA-polimerase van hoër organismes 'n meer ingewikkelde ensiem as die relatief eenvoudige vyf-subeenheid-ensiem van prokariote. Daarbenewens is daar baie meer bykomstige faktore wat help om die doeltreffendheid van die individuele promotors te beheer. Hierdie bykomstige proteïene word transkripsiefaktore genoem en reageer tipies op seine van binne die sel wat aandui of transkripsie nodig is. In baie menslike gene kan verskeie transkripsiefaktore nodig wees voordat transkripsie doeltreffend kan voortgaan. 'n Transkripsiefaktor kan óf onderdrukking óf aktivering van geenuitdrukking in eukariote veroorsaak.

Die Redaksie van Encyclopaedia Britannica Hierdie artikel is mees onlangs hersien en bygewerk deur Kara Rogers, Senior Redakteur.


Biologie 171

Aan die einde van hierdie afdeling sal jy die volgende kan doen:

  • Lys die stappe in eukariotiese transkripsie
  • Bespreek die rol van RNA-polimerases in transkripsie
  • Vergelyk en kontrasteer die drie RNA-polimerases
  • Verduidelik die belangrikheid van transkripsiefaktore

Prokariote en eukariote voer fundamenteel dieselfde proses van transkripsie uit, met 'n paar sleutelverskille. Die belangrikste verskil tussen prokariote en eukariote transkripsie is te wyte aan laasgenoemde se membraangebonde kern en organelle. Met die gene wat in 'n kern gebind is, moet die eukariotiese sel sy mRNA na die sitoplasma kan vervoer en moet sy mRNA teen afbraak beskerm voordat dit vertaal word. Eukariote gebruik ook drie verskillende polimerases wat elkeen 'n ander subset van gene transkribeer. Eukariotiese mRNA's is gewoonlik monogenies, wat beteken dat hulle 'n enkele proteïen spesifiseer.

Aanvang van transkripsie in eukariote

Anders as die prokariotiese polimerase wat op sy eie aan 'n DNA-sjabloon kan bind, benodig eukariote verskeie ander proteïene, wat transkripsiefaktore genoem word, om eers aan die promotorstreek te bind en dan om die toepaslike polimerase te help werf.

Die drie eukariotiese RNA-polimerases

Die kenmerke van eukariotiese mRNA-sintese is aansienlik meer kompleks as dié van prokariote. In plaas van 'n enkele polimerase wat uit vyf subeenhede bestaan, het die eukariote drie polimerases wat elk uit 10 subeenhede of meer bestaan. Elke eukariotiese polimerase benodig ook 'n duidelike stel transkripsiefaktore om dit na die DNA-sjabloon te bring.

RNA-polimerase I is geleë in die nukleolus, 'n gespesialiseerde kernonderbou waarin ribosomale RNA (rRNA) getranskribeer, verwerk en in ribosome saamgevoeg word ((Figuur)). Die rRNA-molekules word as strukturele RNA's beskou omdat hulle 'n sellulêre rol speel, maar nie in proteïen vertaal word nie. Die rRNA's is komponente van die ribosoom en is noodsaaklik vir die proses van translasie. RNA-polimerase I sintetiseer al die rRNA's van die tandemgedupliseerde stel 18S, 5.8S en 28S ribosomale gene. (Let daarop dat die "S"-benaming van toepassing is op "Svedberg"-eenhede, 'n nie-additiewe waarde wat die spoed kenmerk waarteen 'n deeltjie sedimenteer tydens sentrifugering.)

Plekke, produkte en sensitiwiteite van die drie eukariotiese RNA-polimerases
RNA Polimerase Sellulêre kompartement Produk van transkripsie α-Amanitien sensitiwiteit
ek Nukleolus Alle rRNA's behalwe 5S rRNA Onsensitief
II Kern Alle proteïenkoderende kern pre-mRNA's Uiters sensitief
III Kern 5S rRNA, tRNA's en klein kern-RNA's Matig sensitief

RNA-polimerase II is in die kern geleë en sintetiseer alle proteïenkoderende kern pre-mRNA's. Eukariotiese pre-mRNA's ondergaan uitgebreide verwerking na transkripsie maar voor translasie. Vir duidelikheid sal hierdie module se bespreking van transkripsie en translasie in eukariote die term "mRNA's" gebruik om slegs die volwasse, verwerkte molekules te beskryf wat gereed is om vertaal te word. RNA-polimerase II is verantwoordelik vir die transkripsie van die oorweldigende meerderheid van eukariotiese gene.

RNA-polimerase III is ook in die kern geleë. Hierdie polimerase transkribeer 'n verskeidenheid strukturele RNA's wat die 5S pre-rRNA's, oordrag pre-RNA's (pre-tRNA's) en klein kern pre-RNA's insluit. Die tRNA's speel 'n kritieke rol in translasie, hulle dien as die "adaptermolekules" tussen die mRNA-sjabloon en die groeiende polipeptiedketting. Klein kern-RNA's het 'n verskeidenheid funksies, insluitend die "splyting" van pre-mRNA's en die regulering van transkripsiefaktore.

'n Wetenskaplike wat 'n nuwe geen karakteriseer, kan bepaal watter polimerase dit transkribeer deur te toets of die geen uitgedruk word in die teenwoordigheid van α-amanitien, 'n oligopeptied-toksien wat deur die paddastoel-vlieëzwam en ander spesies van Amanita. Interessant genoeg beïnvloed die α-amanitien die drie polimerases baie verskillend ((Figuur)). RNA-polimerase I is heeltemal onsensitief vir α-amanitien, wat beteken dat die polimerase DNA in vitro kan transkribeer in die teenwoordigheid van hierdie gif. RNA-polimerase III is matig sensitief vir die toksien. Daarteenoor is RNA-polimerase II uiters sensitief vir α-amanitien. Die gifstof verhoed dat die ensiem afwaarts in die DNA vorder, en inhibeer dus transkripsie. Om die transkribeerende polimerase te ken, kan leidrade verskaf oor die algemene funksie van die geen wat bestudeer word. Omdat RNA-polimerase II die oorgrote meerderheid gene transkribeer, sal ons op hierdie polimerase fokus in ons daaropvolgende besprekings oor eukariotiese transkripsiefaktore en promotors.

RNA Polimerase II Promotors en Transkripsie Faktore

Eukariotiese promotors is baie groter en meer ingewikkeld as prokariotiese promotors. Albei het egter 'n volgorde soortgelyk aan die -10-volgorde van prokariote. In eukariote word hierdie volgorde die TATA-boks genoem, en het die konsensusvolgorde TATAAA op die koderende string. Dit is geleë op -25 tot -35 basisse relatief tot die aanvangsplek (+1) ((Figuur)). Hierdie volgorde is nie identies aan die E coli -10 boks, maar dit bewaar die A–T-ryke element. Die termostabiliteit van A–T-bindings is laag en dit help die DNA-sjabloon om plaaslik te ontspan ter voorbereiding vir transkripsie.

In plaas van die eenvoudige σ-faktor wat help om die prokariotiese RNA-polimerase aan sy promotor te bind, stel eukariote 'n kompleks van transkripsiefaktore saam wat nodig is om RNA-polimerase II na 'n proteïenkoderende geen te werf. Transkripsiefaktore wat aan die promotor bind, word genoem basale transkripsie faktore. Hierdie basale faktore word almal TFII genoem (vir transkripsiefaktor/polimerase II) plus 'n bykomende letter (A-J). Die kernkompleks is TFIID, wat 'n TATA-bindende proteïen (TBP) insluit. Die ander transkripsiefaktore val sistematies in plek op die DNA-sjabloon, met elkeen wat die pre-inisiasie kompleks verder stabiliseer en bydra tot die werwing van RNA polimerase II.


Sommige eukariotiese promotors het ook 'n bewaarde CAAT-boks (GGCCAATCT) by ongeveer -80. Verder stroomop van die TATA-boks kan eukariotiese promotors ook een of meer GC-ryke bokse (GGCG) of oktameerbokse (ATTTGCAT) bevat. Hierdie elemente bind sellulêre faktore wat die doeltreffendheid van transkripsie-inisiasie verhoog en word dikwels geïdentifiseer in meer "aktiewe" gene wat voortdurend deur die sel uitgedruk word.

Basale transkripsiefaktore is van kardinale belang in die vorming van 'n voorinisiasiekompleks op die DNA-sjabloon wat daarna RNA-polimerase II vir transkripsie-inisiasie werf. Die kompleksiteit van eukariotiese transkripsie eindig nie by die polimerases en promotors nie. ’n Weermag van ander transkripsiefaktore, wat aan stroomop-verbeteraars en knaldempers bind, help ook om die frekwensie waarmee pre-mRNA vanaf ’n geen gesintetiseer word, te reguleer. Versterkers en knaldempers beïnvloed die doeltreffendheid van transkripsie, maar is nie nodig vir transkripsie om voort te gaan nie.

Promotorstrukture vir RNA-polimerases I en III

Die prosesse om RNA-polimerases I en III na die DNA-sjabloon te bring, behels effens minder komplekse versamelings van transkripsiefaktore, maar die algemene tema is dieselfde.

Die bewaarde promotorelemente vir gene wat deur polimerase I en III getranskribeer word verskil van dié wat deur RNA-polimerase II getranskribeer word. RNA-polimerase I transkribeer gene wat twee GC-ryke promotorvolgordes in die -45 tot +20-gebied het. Hierdie volgordes alleen is voldoende vir transkripsie-inisiasie om plaas te vind, maar promotors met addisionele volgordes in die streek van -180 tot -105 stroomop van die inisiasieplek sal inisiasie verder verbeter. Gene wat deur RNA-polimerase III getranskribeer word, het stroomop-promotors of promotors wat binne die gene self voorkom.

Eukariotiese transkripsie is 'n streng gereguleerde proses wat 'n verskeidenheid proteïene vereis om met mekaar en met die DNA-string in wisselwerking te tree. Alhoewel die proses van transkripsie in eukariote 'n groter metaboliese investering as in prokariote behels, verseker dit dat die sel presies die pre-mRNA's transkribeer wat dit nodig het vir proteïensintese.

Die evolusie van gene is dalk 'n bekende konsep. Mutasies kan in gene voorkom tydens DNA-replikasie, en die resultaat kan of mag nie voordelig wees vir die sel nie. Deur 'n ensiem, strukturele proteïen of 'n ander faktor te verander, kan die proses van mutasie funksies of fisiese kenmerke transformeer. Eukariotiese promotors en ander geen-regulerende volgordes kan egter ook ontwikkel. Oorweeg byvoorbeeld 'n geen wat oor baie generasies meer waardevol vir die sel word. Miskien kodeer die geen 'n strukturele proteïen wat die sel nodig het om in oorvloed te sintetiseer vir 'n sekere funksie. As dit die geval is, sal dit vir die sel voordelig wees vir daardie geen se promotor om transkripsiefaktore meer doeltreffend te werf en geenuitdrukking te verhoog.

Wetenskaplikes wat die evolusie van promotorreekse ondersoek, het verskillende resultate gerapporteer. Dit is deels omdat dit moeilik is om af te lei presies waar 'n eukariotiese promotor begin en eindig. Sommige promotors kom binne gene voor, ander is baie ver stroomop, of selfs stroomaf, van die gene wat hulle reguleer, geleë. Toe navorsers egter hul ondersoek beperk het tot menslike kernpromotorvolgordes wat eksperimenteel gedefinieer is as rye wat die voorinisiasiekompleks bind, het hulle gevind dat promotors selfs vinniger ontwikkel as proteïenkoderende gene.

Dit is nog onduidelik hoe promotor-evolusie kan ooreenstem met die evolusie van mense of ander komplekse organismes. Die evolusie van 'n promotor om effektief min of meer van 'n gegewe geenproduk te maak, is egter 'n intrige alternatief vir die evolusie van die gene self. 1

Eukariotiese verlenging en beëindiging

Na die vorming van die voorinisiasiekompleks word die polimerase vrygestel van die ander transkripsiefaktore, en verlenging word toegelaat om voort te gaan soos dit in prokariote gebeur met die polimerase wat pre-mRNA sintetiseer in die 5′ tot 3′ rigting. Soos voorheen bespreek, transkribeer RNA-polimerase II die grootste deel van eukariotiese gene, so in hierdie afdeling sal ons fokus op hoe hierdie polimerase verlenging en terminasie bewerkstellig.

Alhoewel die ensiematiese proses van verlenging in wese dieselfde is in eukariote en prokariote, is die DNA-sjabloon aansienlik meer kompleks. Wanneer eukariotiese selle nie verdeel nie, bestaan ​​hul gene as 'n diffuse massa DNA en proteïene wat chromatien genoem word. Die DNS is met herhaalde tussenposes styf verpak rondom gelaaide histoonproteïene. Hierdie DNA-histon komplekse, wat gesamentlik nukleosome genoem word, is gereeld gespasieer en sluit 146 nukleotiede DNA in wat om agt histone gewikkel is soos draad om 'n spoel.

Vir polinukleotiedsintese om plaas te vind, moet die transkripsiemasjinerie histone uit die pad beweeg elke keer as dit 'n nukleosoom teëkom. Dit word bewerkstellig deur 'n spesiale proteïenkompleks genaamd FACT, wat staan ​​vir "fasiliteer chromatientranskripsie.” Hierdie kompleks trek histone weg van die DNA-sjabloon soos die polimerase daarlangs beweeg. Sodra die pre-mRNA gesintetiseer is, vervang die FACT-kompleks die histone om die nukleosome te herskep.

Die beëindiging van transkripsie is verskillend vir die verskillende polimerases. Anders as in prokariote, vind verlenging deur RNA-polimerase II in eukariote plaas 1 000 tot 2 000 nukleotiede buite die einde van die geen wat getranskribeer word. Hierdie pre-mRNA-stert word daarna deur splitsing tydens mRNA-verwerking verwyder. Aan die ander kant vereis RNA-polimerases I en III terminasieseine. Gene wat deur RNA-polimerase I getranskribeer word, bevat 'n spesifieke 18-nukleotiedvolgorde wat deur 'n terminasieproteïen herken word. Die proses van terminering in RNA-polimerase III behels 'n mRNA-haarnaald soortgelyk aan rho-onafhanklike terminering van transkripsie in prokariote.

Afdeling Opsomming

Transkripsie in eukariote behels een van drie tipes polimerases, afhangende van die geen wat getranskribeer word. RNA-polimerase II transkribeer al die proteïenkoderende gene, terwyl RNA-polimerase I die tandemgedupliseerde rRNA-gene transkribeer, en RNA-polimerase III transkribeer verskeie klein RNA's, soos die 5S rRNA-, tRNA- en klein kern-RNA-gene. Die aanvang van transkripsie in eukariote behels die binding van verskeie transkripsiefaktore aan komplekse promotorvolgordes wat gewoonlik stroomop van die geen geleë is wat gekopieer word. Die mRNA word gesintetiseer in die 5′ tot 3′ rigting, en die FEIT-kompleks beweeg en hersaamstel nukleosome soos die polimerase verbygaan. Terwyl RNA-polimerases I en III transkripsie deur proteïen- of RNA-haarnaaldafhanklike metodes beëindig, transkribeer RNA-polimerase II vir 1 000 of meer nukleotiede buite die geensjabloon en klief die oormaat tydens pre-mRNA-verwerking.

Kunsverbindings

Resensie 'n Wetenskaplike splits 'n eukariotiese promotor voor 'n bakteriese geen en plaas die geen in 'n bakteriële chromosoom. Sou jy verwag dat die bakterieë die geen transkribeer?

Nee. Prokariote gebruik verskillende promotors as eukariote.

Gratis reaksie

'n Wetenskaplike neem waar dat 'n sel 'n RNA-polimerase-tekort het wat dit verhoed om proteïene te maak. Beskryf drie bykomende waarnemings wat saam die gevolgtrekking sal ondersteun dat 'n defek in RNA-polimerase I-aktiwiteit, en nie probleme met die ander polimerases nie, die defek veroorsaak.

Om te bepaal dat 'n RNA-polimerase I-mutasie of -tekort die defek in proteïenproduksie veroorsaak, sal die wetenskaplike waarnemings moet maak wat bewys lewer dat RNA-polimerases II en III in die sel werk. Die waarnemings wat RNA-polimerase II as die defek uitskakel, kan die volgende insluit:

Die waarnemings wat RNA-polimerase III uitskakel, kan die volgende insluit:

  • Isolasie van klein kern-RNA's van die sel
  • Isolasie van mikroRNA's van die sel
  • Transkripsie van 5S rRNA in die kern
  • Teenwoordigheid van tRNA's in die sitoplasma

Die waarnemings wat RNA-polimerase I impliseer kan insluit:

  • 'n Gebrek aan funksionele ribosome in die sitoplasma (RNA-polimerase I of III)
  • 'n Gebrek aan RNA-polimerase I-proteïen
  • RNA-polimerase I-proteïen is nie-funksioneel

Voetnotas

    H Liang et al., "Vinnige evolusie van kernpromotors in primaatgenome," Molekulêre Biologie en Evolusie 25 (2008): 1239–44.

Woordelys


Prokariotiese polyadenilering

Alhoewel dit meestal as 'n eukariotiese-spesifieke proses beskou word, voeg prokariote ook poli(A)-sterte by sekere RNA's. Anders as die eukariotiese meganisme wat 'n konsensusvolgorde vir die byvoeging van 'n poli(A)-stert vereis, is die byvoeging van 'n poli(A)-stert op 'n prokariotiese transkripsie nie-spesifiek en kan by enige toeganklike 3'-punt gevoeg word. Die teenwoordigheid van die poli(A)-stert rig die RNA na die degradosoom, wat ensieme bevat wat RNA sny wat nie deur sekondêre struktuur beskerm word nie. Daar word gemeen dat poli(A)'s gebruik word om die sellulêre konsentrasie van regulerende RNA's te beheer en kan addisioneel dien as 'n kwaliteitbeheermeganisme om die sel van verkeerd gevoude RNA's te ontslae te raak.


Waar vind transkripsie in 'n eukariotiese sel plaas

Wil jy vir ons skryf? Wel, ons is op soek na goeie skrywers wat die woord wil versprei. Kontak ons ​​en ons gesels.

Transkripsie is 'n proses waarin die DNA in mRNA getranskribeer word. Dit is 'n baie belangrike deel van die proteïensintese proses. Eukariotiese selle word met die kern gefasiliteer, en hulle kan een of meer kern hê, wat die genetiese materiale soos DNA en RNA bevat. Hierdie materiale neem aktief deel aan die proses van proteïensintese, wat binne die kern plaasvind, en daarna word mRNA gevorm. Dan kom die getranskribeerde mRNA uit die kernporieë in die sitoplasma. Die vertaling vind plaas en voltooi dus die proses van proteïensintese.

Hierdie proses word begin wanneer die DNS-molekule sy stringe ontrol deur die waterstofbindings te breek, wat die komplementêre basispare bymekaar hou. Wanneer die string ontrol, gedra een van sy dele as 'n sjabloon vir die produksie van mRNA, en staan ​​bekend as anti-sintuig string. Die ander oorblywende deel is die sintuigstring. Dan herken RNA-polimerase-ensiem, wat die sigma-faktor het, die DNA-sjabloon. Die komplementêre ribonukleotiede word daarheen aangetrek en rangskik hulself teenoor die sjabloon, en ook tot hul spesifieke plekke. Slegs timien word vervang deur uracil in die RNA-molekule (die enigste verskil in die RNA- en DNA-kodering). Sodra die molekule voltooi is, maak dit homself los van die DNS, en res van die DNS-stringe heg weer met behulp van 'n waterstofbinding. Die nuutgevormde RNA-molekules bevat boodskappe vir proteïensintese, dus bekend as mRNA of boodskapper-RNA-molekules. Hierdie molekule gaan uit die kernmembraan, en dan word die oorblywende proses van proteïensintese, wat bestaan ​​uit DNA-translasie, voltooi.


3) Staps van transkripsie:

As DNA-replikasie vind transkripsie ook in drie fases plaas

Hier sal ons sien hoe hierdie stap stap vir stap in prokariotiese sel gebeur.

Ek) Aanvang van transkripsie

Om 'n geen te begin transkribeer, moet RNA met 'n spesifieke streek van die DNA-geen bind wat die promotorstreek genoem word. Die promotor gee die sein aan polimerase om op die DNA te "sit" en te begin transkribeer.

Binding van RNA-polimerase aan promotors.

Die aanvanklike binding van die RNA-polimerase met die transkripsionele promotors is 'n nie-spesifieke assosiasie met DNA. Dit is relatief swak in vergelyking met die binding van spesifieke promotors.

Die rol van hierdie nie-spesifieke binding en die meganisme waardeur die ensiem na spesifieke promotor beweeg, is nog nie ten volle verstaan ​​nie.

Aan die ander kant, die transkripsie faktor sigma is die belangrikste faktor vir inisiasieproses. Dit help RNA-polimerase om spesifieke promotor te vind.

In hierdie 70 nukleotiede is daar twee segmente wat sterk bewaar word, bekend as konsensusvolgorde.

Soos beskryf in figuur promoter site het twee van die spesifieke noot dit is 'n volgorde van ses basisse. Dit is die segment van die promotor waar RNA-polimerase bind. Die TTGACA-volgorde is ongeveer 35 basispare voor (stroomop) die transkripsiebeginpunt. En TATAAT-volgorde genoem die Pribnow-boks, ook bekend as die TATA-boks, gewoonlik ongeveer 10 basispare stroomop van die transkripsionele beginplek.

Hierdie streke word onderskeidelik die -35 en -10 plekke genoem, want dit is hul benaderde afstand in nukleotied stroomop van die eerste nukleotied wat getranskribeer moet word, dit staan ​​bekend as +1 plek.

Wat ons hierbo bespreek het is die plekke en komponente wat teenwoordig is in die promotor site, nou gaan ons bespreek hoe RNA polimerase regte promotor bind

Soos u in die bostaande figuur sien, het die promotorwebwerf sy -35 en -10-streek. RNA-polimerase beweeg saam met DNA vanaf nie-spesifieke bindingsplekke na promotorplekke.

Hier, wanneer dit die promotor-plek bereik, herken die sigma-faktor eers die -35-streek en laat holoënsiem toe om op daardie streek van die promotor te "sak". Hierdie bindingskompleks staan ​​bekend as 'n geslote kompleks, waarin gebonde DNA ongeskonde is.

Nou is dit gebind met AT-ryke -10-streek, hierdie kompleks bekend as oop kompleks. Waarin DNS ongeskonde is, maar gedeeltelik afgewikkel is. Hier ondergaan sigma-faktor en proteïene in die kernensiem vertroulike veranderinge wat veroorsaak dat die DNA-string skei by -10-streek. As gevolg van die afwikkeling van die DNA-borrelagtige struktuur wat vorming plaasvind, staan ​​dit bekend as die transkripsieborrel.

Transkripsie word binne die kompleks geïnisieer, wat lei tot die vertroulike verandering wat die kompleks omskakel na die verlengingsvorm. Vorm hier word transkripsie in die verlengingstadium ingevoer.

II) Verlenging van transkripsie:

Sodra RNA-polimerase sterk geposisioneer is by promotor en 'n transkripsieborrel vorm, kan die volgende stap van transkripsie "verlenging" begin.

Nou, sigma faktor dissosieer polimerase gaan in die verlengingsfase van transkripsie.

Soos jy in die figuur sien, sal verlenging begin met die byvoeging van die eerste ribonukleotied by die transkripsiebeginplek.

RNA-polimerase benodig nie primer soos DNA-polimerase om nukleotied by te voeg nie. Maar die reaksie wat deur RNA-polimerase gekataliseer word, is baie soortgelyk aan dié wat deur DNA-polimerase gekataliseer word. Dit gebruik al vier nukleotiede vir die sintese van RNA komplementêr tot die DNA.

For each nucleotide in the DNA templet, RNA polymerase adds a matching (complementary) ribonucleotide to the 3’ end of the RNA strand. With the addition of a nucleotide, a pyrophosphate is produced as ribonucleotide monophosphate and is incorporated into the growing RNA strand.

Then released pyrophosphate is hydrolyzed to fuel the process. The newly transcript RNA is nearly identical to the coding strand of the DNA. As elongation of the mRNA continues, single-stranded mRNA is released, and two strands of DNA behind the transcription bubble resume their double-helical structure, as you can see in the diagram.

However, RNA strand has the base uracil(U) in the place of thymine(T), as well as a slightly different sugar in the nucleotide.

As you can see in the diagram below, each T of the coding strand is replaced with a U in the newly transcript RNA strand.

Proeflees

In transcription, proofreading is carried out by RNA polymerase itself. However, the chances of occurrence of an error during transcription is more than the chances in replication.

But if mistakenly wrong nucleotide was added by RNA polymerase, it holds the proses go back and cleave that nucleotide from the sequence and replace it with the right one.

III) Termination of transcription:

Termination of transcription occurs when the core RNA polymerase dissociates from the template DNA. Studies that occurs in prokaryotes have demonstrated that the termination event occurs by at least two mechanisms.

1. Rho independent termination.

Rho-independent termination depends on specific sequences in the DNA template strand. As the RNA polymerase approaches the end of the gene being to transcribe, it hits a region rich in G and C nucleotides.

As you see in figure, these regions result formation of GC- rich region in the transcript, this region are able to base-pair into a ‘hairpin’ or “stem loop” like structure.

Such loop, which typically contains seven to ten G:C base pair, that causes RNA polymerase to pause at A-rich region of the DNA template. The A-U base pair holding the DNA and RNA together in the transcription bubble is too weak to hold RNA: DNA hybrid together and RNA polymerase falls off.

As a result, RNA strand is release from the DNA template.

2. Rho dependent termination:

The second kind of terminator is termed as Rho-dependent termination because it requires the aid of protein. The best-studied termination factor in Prokaryotes is the Rho factor (ρ). Rho factor can be involved in the transcription of all types of genes, but the action of this factor best studied for protein-coding genes.

As shown in the figure, the current model proposes that the Rho factor binds to mRNA at a site called rut-utilization site (labeled with yellow in figure). Once Rho factor bind with rut site in RNA then it moves toward the 3’ end, following the RNA polymerase.

But for this movement Rho factor requires energy, Rho factor uses energy supplied by ATP hydrolysis to move along the mRNA, as it tries to catch up with RNA polymerase. However, Rho’s rate of movement is slower than that of RNA polymerase.

Thus, Rho factor can only catch up with RNA polymerase, if the RNA polymerase pauses at a Rho-dependent pause site. When this pause occurs, the Rho factor catches up with RHA polymerase and causes RNA polymerase to dissociate from DNA.

Rho factor is known to have RNA: DNA hybrid helicase activity. This activity leads to the unwinding of the mRNA -DNA complex and release of RNA polymerase from the template DNA strand.

At the end of termination released RNA polymerase binds with other promoter sequence and start transcribing DNA strand. And newly synthesized mRNA continues protein synthesis (translation).

Afsluiting

Let us know if we miss something, leave comment below if any suggestion or you want next topic in your interest, we will defiantly look on it.

Now give us answer of this simple question in comment section.

What is gene expression? And in which site of DNA ‘transcription’ take place?

Transkripsie is the process of making an RNA copy of a gene sequence. This copy, called a messenger RNA (mRNA) molecule, leaves the cell nucleus and enters the cytoplasm, where it directs the synthesis of the protein, which it encodes.

Transkripsie is die proses by which the information in a strand of DNA is copied into a new molecule of messenger RNA (mRNA). … The newly formed mRNA copies of the gene then serve as blueprints for protein synthesis during the proses of translation.