Chapter 8: Transcription: DNA to RNA

Back to chapter

8.8:

بوليميراز الحمض النووى الريبوزى فى حقيقة النواة

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Eukaryotic RNA Polymerases

Previous Video
8.7: Transcription Factors

Next Video
8.9: RNA Polymerase II Accessory Proteins

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

ـ تمتلك حقيقيات النوى ثلاث آر إن أيه بوليميرازيس مختلفة-آر إن أيه بوليميرازيس 1, 2 و3 وهي متشابهة من الناحية الهيكلية لبعضهم البعض ويشتركون فى ميزات شائعة مع بوليميرازيس بدائيات النوى آر إن إيه ومع ذلك،ينسخون فئات مختلفة من آر إن إيه. آر إن إيه بوليميراز 1 ينسخ معظم جينات الريبوسومال آر إن إيه بينما أر إن إيه بوليميراز 3 ينسخ جينات آر إن أيه الناقل بعض جينات إس إن آر إن أيه وبعض جينات آر إن إيه الصغيرة الأخرى. 00:00:33.460 00:00:36.580 غالبية جينات آر إن أيه التى تشفر بروتين يتم نسخها بواسطة بوليميراز آر إن إيه 2.نطاق الكاربوكسي الطرفي لآر إن إيه بوليميراز 2 يعمل كموقع ربط لعديد من عوامل النسخ التى تنظم نشاطه الإنزيمي. 00:00:50.560 00:00:53.980 ربط هذه العوامل يعتمد على نمط الفسفرة لهذا النطاق. بالنسبة آر إن إيه بوليميراز 2 أفضل منظم مدروس يُسمى صندوق تاتا به تسلسل دى إن إيه محافظ الأكثر شيوعا تاتا, التي عادة ما تكون موجودة على بعد 25 نيوكليوتيدة من موقع بداية النسخ.آر إن إيه بوليميراز 2 يتم توجيه لموقع المحفز بواسطة مجموعة من البروتينات المعروفة بعوامل النسخ العامة. على وجه التحديد،عامل النسخ 2 أو تى إف 2 مع بدائل أيه بى دى إيه إف و إتش تبدأ عملية النسخ بربط تى إف 2 دى إلى صندوق تاتا بروتين ربط صندوق تاتا او تى بى بى الذى هو مكوّن ال تى إف 2 دى يتعرف على تسلسل دى إن إيه الصندوقى تاتا. 00:01:50.260 00:01:55.240 بعد ذلك, تى بى بى ترتبط مع تى إف 2بى و تى إف2 أيه, 00:01:55.240 00:01:57.880 مكونا منطلق للآر إن إيه بوليميراز للتجميع مع تى إف 2 إف عند موقع المُحفّز وأخيراًينضم تى إف 2 إتش و تى إف 2 إيه إلى هذه المكونات لتشكيل مركب البدء.ثم تى إف 2إتش يفك الدى إن إيه المزدوج حول موقع البدء و يفسفر النطاق سي الطرفي ل آر إن إيه بوليميراز هذه الفسفرة تغير تشكُل البوليميراز و تسمح بتحريره من مركب البدء ويبدء النسخ في موقع البداية. فور بدء آر إن إيه بوليميراز 2 تخليق نسخة آر إن أيه معظم عوامل النسخ العامة يتم إطلاقها من دى إن إيه.

8.8:

بوليميراز الحمض النووى الريبوزى فى حقيقة النواة

يتم حفظ RNA بوليميراز (RNAP) في جميع الحيوانات، مع وجود RNAPs البكتيرية والبدئية وحقيقية النواة التي تشترك في تسلسل هام وتشابه بنيوي ووظيفي. كل من التنظيم الهيكلي والطوبولوجيا القابلة للطي للوحدات الفرعية للإنزيم. ومع ذلك، لا تنعكس أوجه التشابه هذه في آلية عملها.

تتطلب جميع الـ RNAPs الثلاثة حقيقية النواة عوامل نسخ محددة، يكون بروتين ربط TATA شائعًا للجميع. تظل هذه البروتينات مرتبطة بـ RNAP لتوجيه اتجاه تخليق الحمض النووي الريبي على خيط DNA النموذجي.

بمجرد أن يبدأ RNAP في الاستطالة، يتم تحرير عوامل النسخ من الحمض النووي، بحيث يمكنهم بدء جولة أخرى من النسخ باستخدام جزيء RNA بوليميراز الجديد. يرتبط RNAP الآن بقوة بنموذج الحمض النووي ويواصل توليف نسخة RNA لتسلسلات طويلة مسافات طويلة، دون الانفصال عن DNA.

على عكس إشارات الإنهاء المشفرة بواسطة الجينات البكتيرية، تفتقر جينات ترميز البروتين المنسوخة بواسطة RNA بوليميراز II إلى تسلسلات محددة توجه الإنزيم إلى النهاية في مواقع محددة. مسار الإنهاء الأكثر شيوعاً، والمعروف باسم الإنهاء المعتمد على Poly (A)، يجمع بين تعدد الأدينيل لنسخة mRNA مع إنهاء RNAP. هنا، بينما يستمر RNA بوليميراز II في نسخ الحمض النووي الريبي،أحياناً يصل إلى آلاف الأزواج الأساسية بعد نهاية تسلسل الجينات، يتم شق النسخة في موقع داخلي. وبالتالي يتم تحرير الجزء المنبع من النص ويمكن إضافة ذيل متعدد الأدينين إلى 3&#8217؛ نهاية النص المشقوق. يتم هضم منتج انشقاق المصب بواسطة 5&#8242؛-نوكلياز بينما لا يزال يتم نسخه بواسطة RNA بوليميراز II. عندما يستوعب 5&#8242؛ -إيكسونولياز كل النص المتبقي، فإنه يساعد RNAP على الانفصال عن حبلا قالب الحمض النووي الخاص به، وبالتالي إكمال النسخ.

Suggested Reading

Minakhin, Leonid, Sechal Bhagat, Adrian Brunning, Elizabeth A. Campbell, Seth A. Darst, Richard H. Ebright, and Konstantin Severinov. "Bacterial RNA polymerase subunit ω and eukaryotic RNA polymerase subunit RPB6 are sequence, structural, and functional homologs and promote RNA polymerase assembly." Proceedings of the National Academy of Sciences 98, no. 3 (2001): 892-897.
Cooper GM. "The Cell: A Molecular Approach." 2nd edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; (2000). Eukaryotic RNA Polymerases and General Transcription Factors.
Kuehner, Jason N., Erika L. Pearson, and Claire Moore. "Unravelling the means to an end: RNA polymerase II transcription termination." Nature reviews Molecular cell biology 12, no. 5 (2011): 283-294.