Conţinut
Acidul ribonucleic, sau ARN, joacă mai multe roluri vitale în viața unei celule. Acționează ca un mesager, transmitând codul genetic de la acidul dezoxiribonucleic sau ADN-ul, la aparatul de sintetizare a proteinelor celulelor. ARN ribozomal se unește cu proteinele pentru a forma ribozomi, fabricile de proteine ale celulelor. Transferul ARN transferă aminoacizii în catene proteice în creștere, deoarece ribozomii traduc ARN-ul mesager. Alte forme de ARN ajută la controlul activității celulare. Enzima ARN polimeraza, sau RNAP, care are mai multe forme, este responsabilă de alungirea lanțului ARN în timpul transcrierii ADN-ului.
Structura ARN-polimerazei
În celulele eucariote - adică celule cu nuclee organizate - diferitele tipuri de RNAP sunt etichetate I până la V. Fiecare are o structură ușor diferită și fiecare creează un set diferit de ARN-uri. De exemplu, RNAP II este responsabil pentru crearea ARN-ului mesager, sau mRNA. Celulele procariote (care nu au nuclee organizate) au un tip de RNAP. Enzima este formată din mai multe subunități proteice care îndeplinesc diferite funcții în timpul transcrierii. Un situs activ care conține un atom de magneziu este locația în cadrul enzimei la care ARN-ul se alungește. Situl activ adaugă grupe de fosfat de zahăr în catena de ARN în creștere și atașează bazele de nucleotide în conformitate cu regulile de pereche.
Asociere de bază
ADN-ul este o moleculă lungă cu o coloană vertebrală compusă din alternanță de zahăr și unități de fosfat. Una dintre cele patru baze nucleotidice - molecule cu un singur sau dublu inel conținând azot - atârnă de fiecare unitate de zahăr. Cele patru baze ADN sunt marcate A, T, C și G. Secvența perechilor de baze de-a lungul moleculei de ADN dictează succesiunea aminoacizilor din proteinele sintetizate de celulă. ADN-ul există de obicei ca o dublă helixă în care bazele a două șuvițe se leagă una de cealaltă în conformitate cu regulile de aliniere a bazelor: bazele A și T formează un set de perechi, în timp ce C și G formează celălalt set. ARN este o moleculă înrudită, cu o singură catenă, care respectă aceleași reguli de împerechere a bazei în timpul transcrierii ADN-ului, cu excepția substituției bazei U pentru T în ARN.
Inițierea transcrierii
Factorii de inițiere a proteinelor trebuie să formeze un complex cu o moleculă de ARN polimerază înainte de începerea transcrierii. Acești factori permit enzimei să se lege de regiunile promotoare - puncte de atașare pentru diferite unități de transcripție - pe o catena ADN. Unitățile de transcriere sunt secvențe ale uneia sau mai multor gene, care sunt porțiunile specificate de proteine ale unei catene ADN. Complexul ARN polimerază creează o bulă de transcripție prin dezarhivarea unei porțiuni din dubla helixă ADN la începutul unității de transcripție. Complexul enzimatic începe apoi asamblarea ARN citind șablonul ADN-ului o bază la un moment dat.
Alungirea și încetarea
Complexul ARN polimeraza ar putea face multe începuturi false înainte de începerea alungirii. Într-un început fals, enzima transcrie aproximativ 10 baze și apoi abandonează procesul și repornește. Alungirea poate începe doar atunci când RNAP eliberează factorii proteici inițiatori ancorand-o în regiunea promotorului ADN-ului. Odată ce alungirea este în curs, enzima implică factori de alungire pentru a ajuta la mutarea bulei de transcripție pe catena ADN-ului. Molecula RNAP în mișcare alungă noua catenă de ARN adăugând unități de zahăr-fosfat și baze nucleotide care completează bazele pe șablonul ADN. Dacă RNAP descoperă o bază greșită, poate cliva și resinteza segmentul ARN errant. Transcrierea se încheie când enzima citește o secvență de stop pe șablonul ADN. La terminare, enzima RNAP eliberează transcrierea ARN, factorii proteici și șablonul ADN.