Рост цепи РНК при транскрипции происходит в направлении от 5'-к 3'-концу. Субстратами реакции является 3'-конечная ОН-группа рибозы растущего транскрипта (цепи РНК, синтезируется) и рибонуклеозидтрифосфаты (rNTP). Принципиальная схема реакции идентична схеме реакции синтеза ДНК (рис. 1.16)? присоединения очередного нуклеотида зависит от комплементарных взаимодействий с тем цепью ДНК, который используется как матрица. Фермент, который катализирует эту реакцию? ДНК-зависимая РНК-полимераза.

В состав бактериальной РНК-полимеразы входят несколько белковых субъединиц. В зависимости от стадии транскрипции существует две ее формы:

1) кор-фермент в составе субъединиц, обозначаемых как ? (две ко-пии), ?, ? 'и ?;
2) голофермент? комплекс кор-фермента с субъединицей ?.

Кор-фермент может работать на различных последовательностях, поскольку имеет достаточно высокую неспецифическую сродство к ДНК. Появление субъединицы ? в составе голоферменту приводит к снижению общей неспецифической родства, однако при этом возникает специфическое сродство к промоторов? особых участков, из которых должно начинаться транскрипция. Субъединица ?, таким образом, выполняет роль общего фактора инициации транскрипции. Различные промоторы различаются сродством к голоферменту (силой промотора). Соответственно, опознание слабых промоторов зависит от дополнительных, специфических для данного гена или группы генов, факторов инициации. Рабочий цикл РНК-полимеразы состоит из следующих стадий.

• Инициирование транскрипции, которая также является многостадийным процессом (рис. 2.5):
1) связывание голоферменту с промотором;

2) локальное плавление двойной спирали? различия цепей ДНК (на участке в 12? 14 пар оснований), которое позволяет использовать один из них как матрицу;

3) включение первых двух нуклеотидов в молекуле РНК (Синтез первого фосфодиэфирных связи в активном центре полимеразы) является медленной стадией процесса, которая может происходить только в присутствии субъединицы ?;

4) рост первичного короткого транскрипта? присоединение 8?? 9 нуклеотидов;

5) очистки промотора? диссоциация ?-фактора, которая маркирует переход к элонгации транскрипции.

• Элонгация транскрипции, в каждом элементарном акте которой присоединяется очередной нуклеотид к 3'-концу РНК и корфермент передвигается на один нуклеотид вдоль матрицы. При этом вместе с полимеразой перемещается также и расплавленная участок ДНК: одна пара оснований разрушается впереди полимеразы, одна? восстанавливается позади. Синтез РНК происходит со средней скоростью 40 нуклеотидов в секунду.

• Терминация транскрипции? освобождение транскрипта, после чего кор-фермент снова взаимодействует с ?-субъединицей и осуществляет новый поиск промотора. Сигнал терминации представляет собой последовательность, транскрипция которой приводит к образованию в составе мРНК комплементарной двухцепочечной шпильки, непосредственно фланкованой polyU последовательностью: этот элемент структуры мРНК распознается полимеразой, вследствие чего система разрушается. Иногда процесс облегчается дополнительными белковыми факторами терминации. РНК-полимераза характеризуется асимметричной структурой: две большие субъединицы? ? и ? '? формируют характерные "челюсти", с внутренней поверхностью которых взаимодействует ДНК, расположена "ниже" (downstream) в направлении движения полимеразы. Глубоко между челюстями содержится каталитический активный центр (рис. 2.6). Эти черты структурной организации являются общими для всех других РНК-полимераз: эукариотических и мономерных полимераз некоторых бактериофагов.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+