Phiên mã hoặc tổng hợp RNA trên mẫu DNA

Phiên mã hoặc tổng hợp RNA trên mẫu DNA!

Ở bạch đàn, phiên mã xảy ra ở pha G ₁ và G ₂ của chu kỳ tế bào bên trong nhân và các sản phẩm phiên mã di chuyển ra ngoài tế bào chất để dịch mã. Ở prokaryote, phiên mã xảy ra khi tiếp xúc với tế bào chất vì DNA của chúng nằm trong tế bào chất.

Phiên mã đòi hỏi một enzyme RNA polymerase phụ thuộc DNA. Phân đoạn phiên mã của DNA có các vùng quảng bá và kết thúc. Bên cạnh một chất xúc tiến, bạch đàn cũng có thể cần một chất tăng cường.

Một yếu tố chấm dứt được gọi là yếu tố Rho (p) có trong DNA là cần thiết để chấm dứt phiên mã. Một số yếu tố khác cũng được yêu cầu để tháo gỡ song công DNA, ổn định chuỗi DNA không liên kết, ghép cặp cơ sở, tách và xử lý RNA được phiên mã.

1. Kích hoạt Ribonucleotide:

Ribonucleotide khác với deoxyribonucleotide trong việc có đường ribose thay vì đường deoxyribose. Thymidine monophosphate được thay thế bằng uridine monophosphate. Bốn loại ribonucleotide là adenosine monophosphate (AMP), guanosine monophosphate (GMP), uridine monosphosphate (UMP) và cytidine monophosphate (CMP).

Chúng xảy ra tự do trong nhân tế bào. Trước khi phiên mã các nucleotide được kích hoạt thông qua quá trình phosphoryl hóa. Enzyme phosphorylase được yêu cầu cùng với năng lượng. Các ribonucleotide được kích hoạt hoặc phorylated là adenosine triphosphate (ATP), guanosine triphosphate (GTP), uridine triphosphate (UTP) và cytidine triphosphate (CTP).

2. Mẫu DNA:

Trên các tín hiệu cụ thể, các phân đoạn DNA tương ứng với một hoặc nhiều cistron trở nên bị biến dạng và sẵn sàng phiên mã. Mỗi phân đoạn sao chép DNA như vậy có một trang web khởi tạo vùng quảng bá, vùng mã hóa và vùng kết thúc. Phiên mã bắt đầu tại vị trí bắt đầu và kết thúc tại vùng kết thúc.

Một vùng quảng bá có vị trí nhận biết RNA polymerase và vị trí gắn RNA polymerase. Việc mở chuỗi xảy ra trong khu vực chiếm giữ bởi các nucleotide TATAAG trong hầu hết các loại vi khuẩn. Các enzyme cần thiết để tách chuỗi là các chuỗi thư giãn và các protein liên kết đơn. Vùng kết thúc có trình tự cơ sở poly A hoặc trình tự pallindromic (trình tự cơ sở giống hệt nhau chạy theo hướng ngược nhau trong hai chuỗi DNA).

RNA polymerase (phổ biến trong Procaryote và đặc hiệu trong bạch đàn) liên kết chính nó với khu vực quảng bá. Hai chuỗi DNA tách ra dần dần từ vị trí gắn polymerase. Một trong hai chuỗi chức năng DNA là khuôn mẫu để phiên mã RNA. Nó được gọi là chủ hoặc cảm giác sợi. Phiên mã xảy ra theo hướng 5 ′ -> 3..

3. Ghép nối cơ sở:

Ribonucleoside triphosphate có trong môi trường xung quanh nằm đối diện với các bazơ nitơ của mẫu DNA (sợi cảm giác). Chúng tạo thành các cặp bổ sung, U đối diện A, A đối diện T, C đối diện G và G đối diện C. Với sự trợ giúp của pyrophosphatase, hai photphat bổ sung có mặt trên các triphosphate ribonucleoside (ribonucleotide diphosphate) riêng biệt. Năng lượng được giải phóng trong quá trình.

4. Hình thành chuỗi:

Với sự trợ giúp của RNA polymerase, các ribonucleotide liền kề được giữ trên mẫu DNA tham gia để tạo thành chuỗi RNA ở sinh vật nhân sơ. Các yếu tố phiên mã đã khác biệt với RNA polymerase ở sinh vật nhân chuẩn. Khi sự hình thành chuỗi RNA bắt đầu, yếu tố sigma (σ) của RNA polymerase tách ra. RNA polymerase (enzyme lõi) di chuyển dọc theo mẫu DNA gây ra sự kéo dài chuỗi RNA với tốc độ khoảng 30 nucleotide mỗi giây. Quá trình tổng hợp RNA dừng lại ngay khi polymerase đến vùng kết thúc. Yếu tố Rho (p) là cần thiết cho việc này. Khu vực Terminator có tín hiệu dừng. Nó cũng sở hữu 4-8 A-nucleotide.

5. Tách RNA:

Chấm dứt hoặc yếu tố rho có hoạt động ATP-ase (Roberts, 1976). Nó giúp phát hành chuỗi RNA hoàn thành. RNA được phát hành được gọi là bản phiên mã chính. Nó được xử lý để tạo thành các RNA chức năng. Ở nhiều prokaryote, các gen cấu trúc của các chức năng liên quan thường được nhóm lại với nhau trong các operon. Một operon được phiên âm là một đơn vị duy nhất. Một đơn vị phiên mã như vậy là mRNA đa nang. Ở sinh vật nhân chuẩn, đơn vị phiên mã là một mRNA đơn dòng.

6. Hình thành song công:

Sau khi phát hành bản phiên mã chính, hai chuỗi DNA thiết lập mối liên kết giữa các cặp cơ sở bổ sung. Các cụm từ, thư giãn và protein SSB được phát hành. Do đó, dạng xoắn ốc kép của DNA được nối lại.

7. Xử lý sau phiên mã:

Bản phiên mã sơ cấp thường lớn hơn các RNA chức năng. Nó được gọi là không đồng nhất hoặc hnRNA, đặc biệt trong trường hợp mRNA. Cần xử lý sau phiên mã để chuyển đổi bản phiên mã sơ cấp thành các RNA chức năng. Nó có bốn loại:

(i) Phân tách:

Tiền chất RNA lớn hơn được phân cắt để tạo thành các RNA nhỏ hơn. Bản sao chính của rRNA là 45S ở bạch đàn. Nó được tách ra để tạo thành như sau:

Bản phiên mã sơ cấp được phân cắt bởi ribonuclease-P (một loại enzyme RNA). Một bản phiên mã chính có thể tạo thành các tiền chất 5-7 tRNA.

(ii) Nối:

Bảng điểm bạch đàn có các phân đoạn bổ sung (intron hoặc các chuỗi can thiệp). Trình tự mã hóa chức năng được gọi là exon. Nối là loại bỏ các intron và hợp nhất các exon để tạo thành các RNA chức năng. Mỗi intron bắt đầu bằng dinucleotide GU và kết thúc bằng dinucleotide AG (quy tắc GU-AG). Chúng được công nhận bởi các thành phần của bộ máy nối của Sn- RNP (phát âm là snurps) hoặc ribonucleoprotein hạt nhân nhỏ (viz. Ul, U2, U4, U5 và U6).

Một phức hợp được gọi là spliceosome được hình thành giữa 5 ′ end (GU) và 3 ′ end (AG) của intron. Năng lượng được lấy từ ATP. Nó loại bỏ intron. Các exon liền kề được mang lại với nhau. Các đầu được niêm phong bởi RNA ligase (Hình 3.13).

Intron không phải là sự phát triển gần đây. Chúng xuất hiện khi máy móc di truyền trung tâm RNA được đưa ra. Do đó, các gen phân tách và bản sao phân tách là những đặc điểm cổ xưa của hệ thống gen. Nối tiếp tục là chức năng xúc tác trung gian RNA. Nhiều quá trình phụ thuộc RNA như vậy đang được đưa ra ánh sáng.

(iii) Bổ sung thiết bị đầu cuối (Đóng và nối đuôi):

Các nucleotide bổ sung được thêm vào các đầu của RNA cho các chức năng cụ thể, ví dụ: phân đoạn CCA trong tRNA, nucleotide nắp ở 5 ′ đầu mRNA hoặc poly-A (dư lượng 200-300) ở 3 ′ đầu mRNA. Cap được hình thành bằng cách sửa đổi GTP thành 7-methyl guanosine hoặc 7mG.

(iv) Sửa đổi nucleotide:

Chúng phổ biến nhất trong quá trình methyl hóa tRNA (ví dụ, methyl cy- tosine, methyl guanosine), khử amin (ví dụ, inosine từ adenine), dihydrouracil, pseudouracil, v.v.

Trong parkaryote, mRNA không yêu cầu bất kỳ quá trình xử lý phức tạp nào để hoạt động. Hơn nữa, phiên mã và dịch thuật xảy ra trong cùng một khu vực. Nó dẫn đến việc bắt đầu dịch ngay cả trước khi mRNA được hình thành đầy đủ.

Quá trình tổng hợp RNA in vitro lần đầu tiên được thực hiện bởi Ochoa (1967).