Негізгі айырмашылық – прокариот пен эукариоттық РНҚ полимераза
РНҚ-полимераза - барлық тірі ағзаларда өтетін транскрипция процесіне жауап беретін фермент. РНҚ полимераза - жоғары молекулалық салмақты фермент. РНҚ-полимеразаның ресми атауы - ДНҚ-бағытталған РНҚ полимераза. Транскрипция кезінде РНҚ полимераза қос тізбекті ДНҚ-ны ашады, осылайша бір ДНҚ тізбегі мРНҚ молекуласын синтездеу процесі үшін шаблон ретінде пайдаланылуы мүмкін. РНҚ (мРНҚ, рРНҚ және тРНҚ) молекулаларын генерациялау ақуыз синтезіндегі (трансляция) өте маңызды қадам болып табылады. Транскрипция факторлары мен транскрипция делдалдық комплекстері тірі жасушадағы транскрипцияны бастау үшін РНҚ-полимераза ферментін басқарады. РНҚ полимераза геннің промоторлық аймағына (ДНҚ) қосылып, РНҚ полимераза катализделген транскрипциясын бастайды. Прокариоттық және эукариоттық транскрипция негізінен РНҚ-полимераза ферментінің айырмашылығына байланысты ерекшеленеді. Прокариоттық және эукариоттық РНҚ полимераза арасындағы негізгі айырмашылық прокариоттық транскрипцияны РНҚ полимеразаның жалғыз көп суббірлік түрі арқылы жүзеге асыруында. Керісінше, эукариоттық транскрипция РНҚ полимераза I (транскрипциялау рРНҚ), РНҚ полимераза II (мРНҚ транскрипциялау) және РНҚ полимераза III (тРНҚ транскрипциялау) деп аталатын РНҚ полимеразалардың үш түрлі түрімен катализденеді.
Прокариоттық РНҚ-полимераза дегеніміз не?
Прокариоттық РНҚ-полимераза - көп бөлімшелі ауыр фермент. E coli РНҚ полимеразасы кеңінен зерттелген. Бұл молекулалық салмағы 450 КДа болатын күрделі фермент. Голофермент екі негізгі компоненттен тұрады. Олар негізгі фермент және транскрипция факторлары. Негізгі фермент компоненті β’, β, αI, αII және ω сияқты бес суббірліктерге ие. Транскрипция факторлары сигма факторы (бастау), nusA (ұзару).
Осы факторлардың ішінде β´ ДНҚ байланыстыру қызметін атқарады. Ал β фактор РНҚ полимерленуін жүзеге асыратын каталитикалық орынға ие. α және ω факторларының функциялары әлі ашылған жоқ. Кейбіреулер альфа факторы (α) тізбекті бастауға және реттеуші ақуыздармен әрекеттесуге жауап береді дейді. Сигма факторының негізгі қызметі промоторларды тану болып табылады. ДНҚ-дағы промотор сигма факторымен танылғаннан кейін РНҚ полимеразасының коферменттік компоненті промоторлық аймақпен байланысады және РНҚ полимерленуін бастайды. Транскрипция басталғаннан кейін ДНҚ-дан сигма факторы бөлінеді. РНҚ молекуласының ұзаруы β суббірлігі арқылы жүзеге асады. Тізбектің аяқталуында «rho фактор» бұрыннан транскрипцияланған РНҚ молекуласын шығарады.
01-сурет: прокариоттық РНҚ полимераза
Транскрипция ДНҚ үлгісімен көрсетілген жерлерде аяқталады. nusA факторы тізбектің аяқталуымен қатар ұзару функциясына қатысады. Антибиотик рифампицин бактериялық РНҚ-полимеразаның бета суббірлігімен байланысуы мүмкін. Осылайша, ол ферменттің бактериялық РНҚ полимерленуін бастауға жол бермейді. Стрептолидин деп аталатын басқа антибиотик бактериялық РНҚ полимерленуінің ұзару процесін тежейді. Прокариоттардың мРНҚ полицистронды, яғни оның құрамында бірден көп цистронның (бірден көп геннің) кодондары бар.
Эукариоттық РНҚ-полимераза дегеніміз не?
Эукариоттық РНҚ-полимеразалардың үш түрі бар. Олар гендердің әртүрлі кластарын транскрипциялайды. Сондай-ақ әртүрлі жағдайларда жұмыс істейді. Бастауыш және тоқтату факторлары (сигма және ро факторлары) прокариоттық РНҚ-полимераза аналогтарынан мүлде ерекшеленеді. Үш түрлі РНҚ-полимеразалар РНҚ-полимераза I (рРНҚ-ны транскрипциялайды), РНҚ-полимераза II (мРНҚ-ны транскрипциялайды) және РНҚ-полимераза III (тРНҚ-ны транскрипциялайды) деп аталады. РНҚ полимераза I ядрошықта орналасқан және фермент өзінің белсенділігі үшін Mg2+ қажет. РНҚ-полимераза II нуклеоплазмада болады және оның белсенділігі үшін АТФ қажет. РНҚ полимераза III да нуклеоплазмада орналасқан.
Бұл РНҚ-полимеразалардың промоторлары әртүрлі. РНҚ-полимераза Мен ДНҚ-дағы -45-тен +25-ке дейінгі аймақтың жоғарғы жағындағы промоторларды танимын. РНҚ-полимераза II ДНҚ-дағы (TATA қорабы, CAAT қорабы және GC қорабы) сияқты ДНҚ-дағы -25-тен -100-ге дейінгі аймақтардың жоғары ағынындағы промоторларды таниды. РНҚ полимераза III төменгі ағындағы ішкі промоторларды таниды.
02-сурет: эукариоттық РНҚ полимераза
Эукариоттық РНҚ полимеразалары 500 кДа немесе одан көп көп суббірлік белоктардан тұратын үлкен кешен. Олардың TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ сияқты инициация процесі мен ұзару процесі үшін әртүрлі транскрипция факторлары бар. РНҚ полимерленуі Sal қорапшасын танығаннан кейін РНҚ полимераза I арқылы аяқталады. РНҚ полимераза II арқылы РНҚ полимерленуінің аяқталуы polyA құйрығы деп аталатын төменгі ағындық сигналдарды танығаннан кейін болады. Ал РНҚ полимераза III шаблондағы дезоксиаденилат қалдықтарын танып, транскрипцияны тоқтатады. Эукариоттық мРНҚ әрқашан моноцистронды.
Прокариоттық және эукариоттық РНҚ-полимеразаның қандай ұқсастықтары бар?
- Екеуі де РНҚ синтезіне қатысады.
- Екеуі де ДНҚ-ны үлгі ретінде пайдалануда.
- Екеуі де үлкен белоктар.
- Екеуінде де транскрипцияны бастайтын сигма факторы бар.
- Екеуінде де РНҚ полимерленуінің қадамдарын (бастау және ұзару) реттейтін транскрипция факторлары бар.
Прокариоттық және эукариоттық РНҚ-полимеразаның айырмашылығы неде?
Прокариоттық және эукариоттық РНҚ полимераза |
|
| Прокариоттық РНҚ-полимераза - прокариоттық транскрипцияға жауап беретін көп суббірлік типті жалғыз фермент. | Эукариоттық РНҚ-полимеразалар эукариоттық транскрипцияны жүзеге асыратын ферменттердің әртүрлі типтері. |
| Молекулалық салмақ | |
| Прокариоттық РНҚ-полимеразаның молекулалық салмағы шамамен 400 КДа. | Эукариоттық РНҚ-полимеразалардың молекулалық салмағы 500кД-ден асады. |
| Транскрипция факторлары | |
| Прокариоттық РНҚ-полимеразада сигма факторы және nusA сияқты транскрипция факторлары бар. | Эукариоттық РНҚ полимеразаларында инициация және ұзару үшін әртүрлі транскрипция факторлары бар, мысалы: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH, TFIIJ |
| Тоқтату факторы | |
| Прокариоттық РНҚ-полимеразада тоқтау үшін «ро-фактор» бар. | Эукариоттық РНҚ-полимеразалардың салдарлық қорап, поли А құйрығы, дезоксиаденилат қалдықтары сияқты әр түрлі аяқталу реттілігі бар. |
| Промоутерлер | |
| Прокариоттық РНҚ-полимераза ДНҚ-ның TATA қорабы деп аталатын -10-35 аймағындағы промоторды таниды. | Эукариоттық РНҚ-полимеразалар әртүрлі промоторларды таниды1. |
| мРНҚ табиғаты | |
| Прокариоттық РНҚ-полимераза полицистрондық мРНҚ-ны түзеді. | Эукариоттық РНҚ-полимераза II моноцистронды мРНҚ шығарады. |
1 РНҚ-полимераза I ДНҚ-дағы -45-тен +25-ке дейінгі аймақтар арасындағы жоғары ағындағы промоторларды таниды. РНҚ-полимераза II ДНҚ-дағы (TATA қорабы, CAAT қорабы және GC қорабы) сияқты ДНҚ-дағы -25-тен -100-ге дейінгі аймақтардың жоғары ағынындағы промоторларды таниды. РНҚ полимераза III төменгі ағындағы ішкі промоторларды таниды.
Қорытынды – прокариоттық және эукариоттық РНҚ полимераза
РНҚ полимераза – тірі жасушадағы транскрипция деп аталатын РНҚ полимерленуіне жауапты фермент. РНҚ полимераза ДНҚ-бағытталған РНҚ полимераза деп те аталады, өйткені ол ДНҚ-ны шаблон ретінде пайдаланады. Транскрипцияда РНҚ-полимераза әдетте қос тізбекті ДНҚ-ны ашады, осылайша бір ДНҚ тізбегі РНҚ молекуласын синтездеу процесі үшін шаблон ретінде пайдаланылуы мүмкін. РНҚ полимераза мРНҚ, рРНҚ және тРНҚ түзе алады. Транскрипция факторлары мен транскрипцияның делдалдық кешені транскрипция процесінде РНҚ-полимеразаны басқарады. Транскрипция үш кезеңнен тұрады; инициация, созылу және аяқталу. Мұны прокариоттық және эукариоттық РНҚ полимераза арасындағы айырмашылық ретінде көрсетуге болады.
Прокариот пен эукариот РНҚ полимеразасының PDF нұсқасын жүктеп алыңыз
Сіз осы мақаланың PDF нұсқасын жүктеп алып, сілтеме жазбасына сәйкес офлайн мақсаттарда пайдалана аласыз. PDF нұсқасын мына жерден жүктеп алыңыз: прокариоттық және эукариоттық РНҚ полимераза арасындағы айырмашылық
