8.4:
بوليميراز الحمض النووى الريبوزى البكتيرى و النسخ
8.4:
بوليميراز الحمض النووى الريبوزى البكتيرى و النسخ
خلال مسار التطور ، عندما تنتقل الكائنات الحية من جينوم الحمض النووي الريبي إلى جينوم الحمض النووي ، يلزم استيفاء متطلبين فوريين. أولاً ، تركيب الحمض النووي المعتمد على قالب الحمض النووي الريبي ، والذي يشكل الشكل الرئيسي للتكاثر في الفيروسات القهقرية وهو لا يزال يُلاحظ في العناصر القابلة للنقل في البشر. ثانيًا ، تخليق الحمض النووي الريبي المعتمد على قالب الحمض النووي ، والذي يتم تنفيذه بواسطة RNA polymerase (RNAP) في كل من البكتيريا وحقيقيات النوى.
يمكن تقسيم النسخ إلى ثلاث مراحل رئيسية ، تتضمن كل منها تسلسلات DNA مميزة لتوجيه البوليميراز. هؤلاء هم:
- البدء ، والذي يتضمن تسلسلين محددين 10 و 35 زوجًا أساسيًا من الجين ، يسمى المحفزات.
- الاستطالة ، حيث يستمر البوليميراز على طول قالب الحمض النووي ، ويصنع mRNA في 5 & # 8242 ؛ إلى 3 & # 8242 ؛ الاتجاه.
- الإنهاء ، حيث يصادف البوليميراز منطقة غنية بالنيوكليوتيدات C & # 8211 ؛ G ويوقف تخليق الرنا المرسال.
ينفذ البكتيري RNAP جميع الخطوات الثلاث جنبًا إلى جنب مع البروتينات الملحقة الأخرى. في حين أن بعض بوليميرات الحمض النووي الريبي مثل بوليمرات T7 و N4 الفيروسية تتكون من سلسلة بولي ببتيد واحدة ، فإن جميع الكائنات الحية ذات الجينومات الخلوية لها بوليميرات متعددة الوحدات تختلف في الحجم والتعقيد ، اعتمادًا على بنية الجينوم. يساعد الهيكل متعدد الوحدات للـ RNAP البكتيري الإنزيم على الحفاظ على الوظيفة التحفيزية ، وتسهيل التجميع ، والتفاعل مع الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، والتنظيم الذاتي لنشاطه. في حين أنه إنزيم فعال تحفيزيًا ، إلا أنه لا يتعرف على تسلسل الحمض النووي على وجه التحديد. لمساعدة RNAP على التعرف على تسلسلات الحمض النووي ذات التقارب العالي ، ترتبط البروتينات المتخصصة التي تسمى عوامل النسخ بمناطق معينة من الحمض النووي لبدء النسخ وإنهائه. من بين جميع البروتينات المتخصصة التي تساعد RNAP ، يتم حفظ واحد فقط في جميع المجالات الثلاثة للحياة – البكتيريا والعتائق وحقيقيات النوى. يسمى عامل النسخ هذا NusG في البكتيريا ، و Spt5 في العتائق و SPT5 في حقيقيات النوى. & # 160 ؛ يرتبط NusG ببوليميراز RNA أثناء البدء بمجرد & # 963 ؛ العامل قد انفصل. ينظم عملية النسخ عن طريق التحكم في توقف البوليميراز مؤقتًا. يشير الحفظ الشامل لـ NusG إلى أن تنظيم نشاط البوليميراز أثناء الاستطالة قد سبق تنظيم بدء النسخ.
Suggested Reading
- Werner, Finn, and Dina Grohmann. "Evolution of multisubunit RNA polymerases in the three domains of life." Nature Reviews Microbiology 9, no. 2 (2011): 85.
- Burton, Zachary F. Evolution Since Coding: Cradles, Halos, Barrels, and Wings. Academic Press, 2017.
- Tomar, Sushil Kumar, and Irina Artsimovitch. "NusG-Spt5 Proteins Universal Tools for Transcription Modification and Communication." Chemical reviews 113, no. 11 (2013): 8604-8619.