원핵 생물, 진핵 생물 및 고세균에서의 RNA 중합 효소 구조, 기능



그 RNA 중합 효소 는 주형으로 사용되는 DNA 서열로부터 시작하여 RNA 분자의 중합을 매개하는 효소 복합체이다. 이 과정은 유전자 발현의 첫 번째 단계이며 전사라고합니다. RNA 중합 효소는 프로모터로 알려진 매우 특정한 영역의 DNA에 결합합니다.

이 효소와 전사 과정은 원핵 생물보다 진핵 생물에서 더 복잡하다. 진핵 생물은 특정 유전자 유형을 전문으로하는 다중 RNA 중합 효소를 보유하고 있으며 원핵 생물과는 달리 모든 유전자가 단일 종류의 중합 효소에 의해 전사됩니다.

전사와 관련된 요소에서의 진핵 세포 계통 내 복잡성의 증가는 아마 다세포 생물의 전형적인 유전자 조절 시스템과 관련이있다.

고세균에서 전사는 진핵 생물에서 일어나는 과정과 유사하지만 단지 하나의 중합 효소를 가지고있다.

폴리 메라 이제는 단독으로 작용하지 않습니다. 전사 프로세스가 제대로 시작하려면 전사 인자라고 불리는 단백질 복합체의 존재가 필요합니다..

색인

  • 1 구조
  • 2 함수
  • 3 원핵 생물에서
  • 4 진핵 생물에서
    • 4.1 유전자 란 무엇인가??
    • 4.2 RNA 중합 효소 II
    • 4.3 RNA 중합 효소 I 및 III
    • 세포 기관에서의 RNA 중합 효소
  • 5 고대에서
  • 6 DNA 중합 효소와의 차이점
  • 7 참고

구조

최고의 특성을 지닌 RNA 중합 효소는 박테리아의 중합 효소입니다. 이것은 여러 폴리펩티드 사슬로 구성됩니다. 이 효소는 α, β, β '및 σ로 분류 된 몇 개의 하위 단위를 가지고있다. 이 마지막 subunit은 촉매 작용에 직접 참여하지는 않지만 DNA에 특이적인 결합에 관여한다는 것이 밝혀졌습니다.

사실, 우리가 subunit σ를 제거한다면, 중합 효소는 여전히 관련 반응을 촉매 할 수 있지만, 잘못된 영역.

α 소단위의 질량은 40,000 달톤이며 두 개가 있습니다. 서브 유닛 β 및 β '중 단지 1 개가 존재하고, 이들은 각각 155,000 및 160,000 달톤의 질량을 갖는다.

이 3 개의 구조는 효소의 핵 안에 위치하고, σ subunit은 더 멀리 떨어져 시그마 인자 (sigma factor)라고 불린다. 완전한 효소 또는 홀로 효소는 480,000Daltons에 가까운 총 중량을 가지고 있습니다.

RNA 중합 효소의 구조는 매우 다양하며, 연구 된 그룹에 달려있다. 그러나 모든 유기체는 복합 효소로 여러 단위.

기능들

RNA 중합 효소의 기능은 DNA 주형으로부터 만들어진 RNA 사슬의 뉴클레오티드의 중합이다.

생물체의 구성 및 개발에 필요한 모든 정보는 DNA에 기록됩니다. 그러나이 정보는 단백질로 직접 변환되지 않습니다. 메신저 RNA 분자에 대한 중간 단계가 필요하다..

DNA에서 RNA 로의이 언어 변환은 RNA 중합 효소에 의해 매개되는 현상을 전사라고합니다. 이 과정은 DNA 복제와 유사합니다..

원핵 생물에서

원핵 생물은 정의 된 핵이없는 단세포 생물이다. 모든 원핵 생물 중에서 가장 많이 연구 된 유기체는 대장균. 이 박테리아는 우리 미생물의 정상적인 서식처이며 유전 학자들에게는 이상적인 모델입니다.

RNA 중합 효소는이 미생물에서 처음으로 분리되었으며 대부분의 전사 연구는 대장균. 이 박테리아의 단일 세포에서 우리는 7000 분자의 폴리 메라 이제를 발견 할 수 있습니다.

3 종류의 RNA 중합 효소를 갖는 진핵 생물과는 달리, 원핵 생물에서 모든 유전자는 단일 유형의 중합 효소.

진핵 생물

유전자 란 무엇인가??

진핵 생물은 멤브레인에 의해 구분되고 다른 세포 소기관을 갖는 핵을 가진 미생물이다. 진핵 세포는 3 가지 유형의 핵 RNA 중합 효소로 특징 지어지며, 각 유형은 특정 유전자의 전사를 담당한다.

"유전자"는 정의하기 쉬운 용어는 아닙니다. 일반적으로 우리는 궁극적으로 단백질로 번역되는 DNA 서열 "유전자"를 호출하는 데 사용됩니다. 이전의 진술은 사실이지만, 최종 생산물이 RNA (단백질이 아닌)이거나, 발현 조절에 관여하는 유전자들도있다.

I, II 및 III로 명명 된 세 가지 유형의 중합 효소가 있습니다. 아래에서 해당 기능을 설명합니다.

RNA 중합 효소 II

단백질을 암호화하고 전달 RNA를 포함하는 유전자는 RNA 중합 효소 II에 의해 전사된다. 그것의 단백질 합성에있는 관련성 때문에, 연구원 에의 한 공부 한 폴리 메라 이제.

전사 인자

이러한 효소는 전사 과정을 스스로 지시 할 수 없으며 전사 인자라고 불리는 단백질의 존재를 필요로합니다. 우리는 두 가지 유형의 전사 인자를 구분할 수 있습니다 : 일반 및 추가.

첫 번째 그룹은 전사에 관여하는 단백질을 포함한다. 모두 폴리 메라 이제의 발기인 II. 이것들은 전사의 기본 기계를 구성한다..

시스템에서 시험관 내, RNA 중합 효소 II에 의한 전사의 개시에 없어서는 안될 다섯 가지 일반적인 요인이 밝혀졌습니다. 이들 프로모터는 "TATA box"라는 컨센서스 서열을 가지고있다..

전사의 첫 번째 단계는 TFIID라는 요소를 TATA 상자에 바인딩하는 것입니다. 이 단백질은 여러 개의 서브 유닛을 가진 복합체입니다. 또한 TAF라는 십여 개의 펩타이드로 이루어져 있습니다 (영어 TBP 관련 요인).

관련된 세 번째 요소는 TFIIF입니다. 폴리 메라 이제 II가 보충 된 후에, TFIIE와 TFIIH 요인은 전사의 시작을 위해 필요하다.

RNA 중합 효소 I 및 III

Ribosomal RNA는 리보솜의 구조적 요소입니다. 리보솜 RNA 이외에도 리보솜은 단백질로 구성되어 있으며 전달 분자 RNA를 단백질로 전환시키는 역할을 담당합니다.

전달 RNA는 또한이 번역 과정에 참여하여 형성시 폴리 펩타이드 사슬에 통합 될 아미노산을 유도합니다.

이러한 RNA (리보솜 및 전달)는 RNA 중합 효소 I 및 III에 의해 전사됩니다. RNA 중합 효소 I은 28S, 28S 및 5.8S로 알려진 더 큰 리보솜 RNA의 전사에 특유하다. S는 침강 ​​계수, 즉 원심 분리 과정에서의 침전 속도.

RNA 중합 효소 III은 더 작은 리보솜 RNA (5S)를 암호화하는 유전자의 전사를 담당하며,.

또한, 일련의 작은 RNA (RNA의 여러 유형이 있다는 것을 기억하십시오, 가장 잘 알려진 메신저, 리보솜 및 전달 RNA)뿐만 아니라 작은 핵 RNA는 RNA 중합 효소 III에 의해 전사됩니다.

전사 인자

RNA 중합 효소 I은 리보솜 유전자의 전사를 위해 독점되어 있으며, 그 활성을 위해서는 몇 가지 전사 인자가 필요하다. 리보솜 RNA를 암호화하는 유전자는 전사 개시 부위의 약 150 염기 쌍 "상류".

프로모터는 UBF와 SL1의 두 가지 전사 인자에 의해 인식됩니다. 이들은 프로모터와 협력하여 중합 효소 I을 모집하여 개시 복합체를 형성한다.

이러한 요소는 여러 단백질 하위 단위에 의해 형성됩니다. 유사하게, TBP는 진핵 생물에서의 3 가지 폴리 메라 이제에 대한 공유 전사 인자 인 것으로 보인다.

RNA 중합 효소 III의 경우, 전사 인자 TFIIIA, TFIIIB 및 TFIIIC가 확인되었다. 이들은 전사 복합체에 순차적으로 연결되어있다.

organelles의 RNA 중합 효소

세포 기관 (organelles)이라고 불리는 세포 내 구획 (subcellular compartment)은 진핵 생물의 특징 중 하나이다. 미토콘드리아와 엽록체는 박테리아에서이 효소와 유사한 별도의 RNA 중합 효소를 가지고 있습니다. 이 폴리 메라 이제는 활성 상태이며, 이들 세포 소기관에서 발견 된 DNA를 전사합니다.

endosymbiotic 이론에 따르면, 진핵 생물은 하나의 박테리아가 작은 하나를 삼킨 공생의 이벤트에서 비롯됩니다. 이 관련 진화 적 사실은 미토콘드리아의 중합 효소와 박테리아의 중합 효소 사이의 유사성을 설명한다.

고대에서

박테리아에서와 같이, 고세균에는 단세포 생물의 모든 유전자의 전사를 담당하는 한 가지 유형의 중합 효소 만 존재합니다.

그러나 고세균의 RNA 중합 효소는 진핵 생물의 중합 효소의 구조와 매우 유사합니다. 그들은 TATA 박스와 전사 인자 인 TBP와 TFIIB를 구체적으로 제시한다..

일반적으로 진핵 생물에서의 전사 과정은 고세균에서의 전사 과정과 매우 유사하다..

DNA 중합 효소와의 차이점

DNA 복제는 DNA 중합 효소라는 효소 복합체에 의해 조정됩니다. 이 효소는 일반적으로 RNA 중합 효소와 비교되지만 (둘 다 5 '에서 3'방향으로 뉴클레오티드 사슬의 중합을 촉매한다) 여러 측면에서 차이가있다.

DNA 중합 효소는 프라이머 또는 프라이머라고 불리는 분자의 복제를 시작할 수있는 짧은 뉴클레오타이드 조각이 필요합니다. RNA 중합 효소는 합성을 시작할 수 있습니다. 드 노보, 그것의 활동을 위해 첫번째 것을 필요로하지 않는다..

DNA 중합 효소는 염색체를 따라 여러 부위에 결합 할 수 있지만, 중합 효소는 유전자의 촉진제에만 결합한다.

메커니즘에 관해서 교정 효소 중 DNA 중합 효소의 것이 훨씬 더 잘 알려져 있으며 실수로 중합 된 잘못된 뉴클레오티드를 정정 할 수있다.

참고 문헌

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