معلومة

كيف ينتهي النسخ؟

كيف ينتهي النسخ؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في الإنهاء المعتمد على rho في بدائيات النوى ، كيف "يعرف" بوليميراز الرنا RNA أنه وصل إلى نهاية الجين وأنه يجب أن يتوقف حتى يتمكن عامل rho من ربط موقع rut الخاص بـ mRNA؟ هل هناك تسلسل إنهاء في قالب الحمض النووي "يشير" إلى نهاية الجين؟

وبالتالي ، كيف "يعرف" عامل rho متى يجب الارتباط بـ mRNA؟ ... كيف يتعرف عامل rho على أن بوليميريز RNA قد توقف حتى يتمكن من بدء نشاط ATPase الخاص به لفصل مجمع النسخ عن DNA وإطلاق mRNA؟


يُشار أيضًا إلى إنهاء تخليق جزيء الحمض النووي الريبي في البكتيريا من خلال تسلسل في الشريط النموذجي لجزيء الحمض النووي.
هذا التسلسل من النوكليوتيدات في حبلا القالب هو موقع توقف بوليميراز الحمض النووي الريبي. عندما يواصل RNAP نسخه ، يصل إلى هذا الموقع ويوقف نشاط النسخ هنا مؤقتًا. يمكن أن يتأثر طول عمر هذا الإيقاف المؤقت أيضًا بعوامل مختلفة مثل ارتفاع $ Mg ^ {2 +} $ أيونات في بعض الحالات.

وفي الوقت نفسه ، فإن عامل rho الذي بعد الارتباط بموقع rut ، يستمر في الانتقال على طول mRNA (بافتراض أن mRNA يتم تصنيعه هنا) في اتجاه 5'-3 'باستخدام نشاط ATPase الخاص به. يستغل عامل rho هذه الفرصة عندما توقف RNAP مؤقتًا نشاط النسخ الخاص بها في موقع الإيقاف المؤقت لـ RNAP للوصول إلى مجمع استطالة النسخ الثلاثي. عندما وصلت إلى هذا المجمع ، بدأت هيليكاز تعتمد على ATP النشاط الذي يفصل الحلزون الهجين RNA-DNA ، مما يتسبب في إطلاق mRNA.


في بدائيات النوى ، يحدث النسخ والترجمة في وقت واحد تقريبًا. في اتجاه المصب من كودون التوقف الانتقالي ، يوجد موقع غني بلغة C على الرنا المرسال يسمى موقع استخدام rho (rut) وموقع آخر يسمى نقطة التوقف (tsp).

يُحكم إنهاء النسخ المعتمد على Rh بشكل أساسي من خلال تسلسل استخدام Rho المنبع (rut) من المنهي

كيف يعرف RNA polymerase أنه وصل إلى النهاية؟ يتوقف بوليميراز الحمض النووي الريبي مؤقتًا في موقع ملعقة شاي أثناء النسخ. يعمل موقع rut كموقع تحميل mRNA ويعمل أيضًا على تنشيط عامل rho. ينتقل عامل rho المنشط إلى أسفل mRNA بينما لا يزال متصلاً بموقع rut ويلحق بـ RNA polymerase المتوقف مؤقتًا. يؤدي الاتصال ببوليميراز الحمض النووي الريبي إلى انفصال بوليميراز الحمض النووي الريبي عن مجمع النسخ.

أعتقد أنني أجبت "متى يعرف rho؟" جدا. اقرأ مقال ويكيبيديا حول هذا أيضًا


كيف ينتهي النسخ؟ - مادة الاحياء

عملية النسخ يحدث في السيتوبلازم في بدائيات النوى وفي النواة في حقيقيات النوى. يستخدم الحمض النووي كقالب لصنع جزيء RNA (mRNA). أثناء النسخ ، يتم صنع خيط من الرنا المرسال مكمل لشريط من الحمض النووي. يوضح الشكل 1 كيف يحدث هذا. في النهاية سيتم تحويل أجزاء من mRNA المنسوخة إلى بروتينات وظيفية.

الشكل 1. نظرة عامة على النسخ. يستخدم النسخ تسلسل القواعد في خيط من الحمض النووي لصنع خيط تكميلي من الرنا المرسال. الثلاثية هي مجموعات من ثلاث قواعد نيوكليوتيد متتالية في الحمض النووي. الكودونات هي مجموعات تكميلية من القواعد في الرنا المرسال.


ما هي النتيجة النهائية للنسخ؟

نتيجة النسخ هي خيط مكمل لـ messengerRNA (mRNA).

تفسير:

نتيجة النسخ هي خيط مكمل لـ messengerRNA (mRNA).

تفسير:

ينتج عن النسخ إنتاج RNA ، يمكن أن يكون mRNA و rRNA و tRNA.

في بدائيات النوى ، يمكن أن يشكل بوليميراز الحمض النووي الريبي المفرد جميع الأنواع الثلاثة من الحمض النووي الريبي ولكن في حقيقيات النوى 3 أنواع مختلفة من بوليميريز الحمض النووي الريبي تحفز النسخ على النحو التالي: -

بوليميراز الحمض النووي الريبي 1 - الرنا الريباسي
بوليميراز الحمض النووي الريبي 2 - مرنا
بوليميراز الحمض النووي الريبي 3 - الحمض الريبي النووي النقال


ما هو المنتج النهائي للنسخ

المنتج النهائي للنسخ هو RNA ، وهو جزيء واحد تقطعت به السبل مكون من نيوكليوتيدات RNA. الأنواع الثلاثة الرئيسية من الحمض النووي الريبي المنتجة في النسخ هي mRNA و tRNA و rRNA.

رسول RNA

mRNA مسؤول عن نقل المعلومات الجينية من النواة إلى السيتوبلازم. يتم إنتاج mRNA عن طريق نسخ جينات ترميز البروتين. تقوم عملية تسمى الترجمة بتحويل تسلسل كودون mRNA إلى تسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات الوظيفية.

نقل الحمض النووي الريبي

الحمض النووي الريبي (tRNA) مسؤول عن حمل الحمض الأميني المقابل إلى الريبوسومات أثناء الترجمة. بسبب المناطق المكملة ، تشكل الحمض الريبي النووي النقال بنية حلقة دبوس الشعر. يحمل الأحماض الأمينية من خلال التعرف على الكودون من خلال منطقة anticodon الخاصة بهم. تظهر منطقة anticodon من الحمض الريبي النووي النقال باللون الأحمر في الشكل 2.

الشكل 2: الحمض الريبي النووي النقال

RNA الريبوسوم

الرنا الريباسي هو أحد مكونات الريبوسوم الذي يسهل الترجمة. يتكون الريبوسوم من وحدتين فرعيتين: وحدة فرعية صغيرة ووحدة فرعية كبيرة.

استنتاج

يمكن أن يكون المنتج النهائي للنسخ إما mRNA أو tRNA أو rRNA أو غيره من الحمض النووي الريبي غير المشفر. تلعب الأنواع الثلاثة الرئيسية من الحمض النووي الريبي دورًا في تخليق سلاسل الأحماض الأمينية. mRNA هو النص الذي يحتوي على تسلسل الكودون لتخليق سلسلة بولي ببتيد. يجلب الحمض الريبي النووي النقال الأحماض الأمينية المقابلة إلى مجمع الترجمة. يشكل الرنا الريباسي ريبوسومات تحدث فيها الترجمة.

المرجعي:

1. "نظرة عامة على النسخ". أكاديمية خان، متاح هنا.

الصورة مجاملة:

1. & # 8220DNA نسخ & # 8221 من خلال إعادة صياغتها وتوجيهها بنفسي & # 8211 المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشري ، (المجال العام) عبر ويكيميديا ​​كومنز
2. & # 8220TRNA-Met yeast & # 8221 By Yikrazuul & # 8211 العمل الخاص PMID 19925799 (CC BY-SA 3.0) عبر Commons Wikimedia

نبذة عن الكاتب: لاكنه

لاكنا ، خريجة البيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية ، هي عالمة أحياء جزيئية ولديها اهتمام واسع وحاد باكتشاف الأشياء ذات الصلة بالطبيعة


كيف ينتهي النسخ؟ - مادة الاحياء

في النسخ ، يُعرف خيط الحمض النووي المستخدم في تصنيع الرنا المرسال باسم حبلا القالب. في حين أن الشريط غير القالب أو الترميز يطابق تسلسل الحمض النووي الريبي. ومع ذلك ، فإنه لا يتطابق تمامًا مع الحمض النووي الريبي الذي يحتوي على اليوراسيل (U) بدلاً من الثايمين (T). تُعرف نيوكليوتيدات RNA باسم الريبونوكليوتيدات. ترتبط هذه النيوكليوتيدات بقالب القالب عبر روابط هيدروجينية بعد أن ينفتح جزيء الحمض النووي. ثم يتم ربط هذه النيوكليوتيدات مع رابطة فوسفوديستر تمامًا مثل ارتباط الحمض النووي.

الحمض النووي الريبي هو إنزيم يصنع الحمض النووي الريبي من الشريط النموذجي للحمض النووي. ويحدث كثيرًا مثل بوليميراز الحمض النووي ، باستثناء حقيقة أنه لا يتطلب أساسًا قبل بدء النسخ. تحتوي البكتيريا على بوليميريز RNA واحد ، بينما تحتوي حقيقيات النوى على ثلاثة إنزيمات مختلفة.

بدء النسخ

يبدأ النسخ عن طريق ربط بروتين يعرف باسم سيجما. ترتبط سيجما بشريط واحد من الحمض النووي (خيط القالب) في موقع محدد للغاية. في البكتيريا ، توجد عدة سيجما ويبدأ كل واحد في نسخ تسلسل معين من الحمض النووي (أو الجين). بمجرد أن يلتصق بروتين سيجما هذا بجزيء الحمض النووي ، فإنه يعمل على توجيه بوليميراز الحمض النووي الريبي أسفل شريط القالب. يتعرف بروتين سيجما على ما يعتبر تسلسل المحفز ويرتبط به. تسلسل المروج هو مجموعة محددة من الأزواج الأساسية. بمجرد ارتباط سيجما بالحمض النووي ، يبدأ النسخ. هناك العديد من سيغماس مختلفة. كل واحد فريد من نوعه ويبدأ تخليق جين معين ، أو في بعض الحالات عدة جينات مختلفة. في حين أن هناك العديد من سيجما ، لكل منها معقدات جينية مختلفة ، فإن RNA Polymerase هو نفس الجزيء الذي يتصل بجميع سيجما المختلفة. يضيف RNA Polymerase ريبونوكليوتيدات إلى خيط القالب بناءً على الاقتران الأساسي التكميلي ، مما يولد mRNA.

يفتح بروتين سيجما أولاً الحلزون المزدوج للحمض النووي في قسم المحفز في حبلا الحمض النووي. ثم يتم تمرير خيوط القالب للحمض النووي من خلال بوليميراز الحمض النووي الريبي. تأتي نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي الواردة من خلال قناة في بروتين سيغما وأزواج مع القواعد التكميلية لخيط قالب الحمض النووي. في هذه المرحلة ، يعمل بوليميراز الحمض النووي الريبي ويبدأ في العمل. وبمجرد حدوث ذلك ، تنفصل سيجما عن سلسلة الحمض النووي. هذا يحدد بداية مرحلة الاستطالة في النسخ.

بمجرد إرفاق سيجما المناسب ، يرتبط RNA Polymerase ببروتين سيجما. بعد الربط الناجح ، تقوم سيجما بتوجيه الحمض النووي إلى مكانه داخل RNA Polymerase. نظرًا لأن الحمض النووي عبارة عن خيط من خلال RNA Polymerase ، يتم تقسيم روابط الهيدروجين بين جزيء DNA بواسطة سحاب. بمجرد إدخال الحمض النووي في RNA Polymerase ، تدخل الريبونوكليوتيدات بوابة دخول إلى RNA Polymerase وتتطابق مع D-nucleotides على أساس الاقتران الأساسي التكميلي. على غرار اقتران قاعدة الحمض النووي ، زوج ديوكسي ريبونوكليوتيدات المحتوية على السيتوزين (D-cytosine) مع الجوانين الذي يحتوي على ريبونوكليوتيدات (R-guanine) ، وأزواج D-guanine مع R-cytosine ، وأزواج D-thymine مع R-adenine. يختلف عن اقتران قاعدة الحمض النووي ، أزواج D-adenine مع R-uracil. من خلال بوابة أخرى في RNA Polymerase ، يظهر تطوير mRNA. بمجرد تصنيع عدد قليل من الريبونوكليوتيدات بواسطة RNA Polymerase ، تتم إزالة بروتين سيجما. بمجرد إزالة سيجما ، يمكن إعادة استخدامها لبدء النسخ.

استطالة النسخ

الاستطالة في النسخ إلى الأمام إلى حد ما. ينزلق بوليميراز الحمض النووي الريبي على طول جزيء الحمض النووي المفتوح الذي يتطابق مع أزواج قاعدة الحمض النووي الريبي التكميلية من الشريط النموذجي للحمض النووي المفتوح. بعد إزالة سيجما ، يستمر RNA Polymerase في فك ضغط القالب وخيوط الترميز الخاصة بالحمض النووي ، ويتم ربط نيوكليوتيدات R عبر روابط phosphodiester باستخدام الكود الذي يوفره شريط القالب للحمض النووي. يدخل الحمض النووي الوارد في بوابة سحب ويتم فك ضغطه بواسطة سحاب. عندما يمر الحمض النووي السحاب ، تعيد الروابط الهيدروجينية الارتباط بين خيط الترميز والقالب ويغادر اللولب المزدوج للحمض النووي عبر بوابة الخروج. تدخل الريبونوكليوتيدات من خلال بوابة سحب أخرى ويتم دمجها عبر الاقتران الأساسي التكميلي بخيط القالب للحمض النووي. ترتبط النيوكليوتيدات R معًا عبر روابط الفوسفوديستر. تتم إضافة الريبونوكليوتيدات باستمرار إلى الطرف 3 من خيط الحمض النووي الريبي النامي. يترك الطرف 5 'من حبلا RNA من خلال بوابة خروج أخرى لـ RNA Polymerase.

إنهاء النسخ

في البكتيريا ، بمجرد نسخ RNA Polymerase لتسلسل معين من الريبونوكليوتيدات من حبلا قالب الحمض النووي ، ينتهي النسخ (أو ينتهي). عندما يتم تصنيع هذا التسلسل ، فإن قسمًا من الحمض النووي الريبي ينحني مرة أخرى على نفسه يشكل حلزونًا مزدوجًا قصيرًا يعتمد على الاقتران الأساسي التكميلي. هذا يشكل أ دبوس الشعر RNA. يُجبر دبوس الشعر هذا الحمض النووي الريبي (RNA) على الانفصال عن الحمض النووي وينفصل RNA Polymerase ويعيد ربط الحمض النووي المفتوح استنادًا إلى الاقتران الأساسي التكميلي

النسخ في حقيقيات النوى

في الأساس ، يشبه النسخ في حقيقيات النوى النسخ في بدائيات النوى مع استثناءات قليلة. في البكتيريا ، يمكن لـ RNA Polymerase تخليق أي جزيء RNA. في حقيقيات النوى ، هناك ثلاثة أنواع مختلفة من بوليميراز الحمض النووي الريبي (الأول والثاني والثالث). RNA Polymerase I مسؤول بشكل أساسي عن تخليق RNA الريبوسوم (rRNA) ، وهو الجزيء الذي يتكون من الريبوسومات. معظم بوليميراز الحمض النووي الريبي حقيقيات النوى هي RNA Polymerase II. RNA Polymerase II مسؤول عن تصنيع mRNA ، مما يجعله RNA Polymerase الوحيد القادر على نسخ جينات ترميز البروتين. RNA Polymerase III مسؤول عن توليف نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي). أثناء الترجمة ، تقرأ الحمض الريبي النووي النقال الرسائل من الرنا المرسال وتربط تسلسل حمض أميني معين يولد البروتينات.

عندما يبدأ النسخ البكتيري بواسطة بروتين سيجما ، تتطلب بوليميراز الحمض النووي الريبي في حقيقيات النوى مجموعة من البروتينات تعرف باسم عوامل النسخ القاعدية. مثل سيجما في بدائيات النوى ، بمجرد أن ترتبط عوامل النسخ القاعدية بالحمض النووي ، يبدأ ربط RNA Polymerase الخاص به والنسخ. عملية الاستطالة متطابقة تقريبًا في بدائيات النوى وحقيقيات النوى. ومع ذلك ، يختلف إنهاء النسخ بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى. في حقيقيات النوى ، يشير تسلسل قصير في الحمض النووي إلى ارتباط إنزيم في اتجاه النسخ النشط. يقطع هذا الإنزيم الحمض النووي الريبي الناشئ ، تاركًا RNA Polymerase.

في حقيقيات النوى ، يتكون ما قبل RNA من مناطق mRNA التي ترمز للأحماض الأمينية (المعروفة باسم exons) ومناطق mRNA التي لا ترمز للأحماض الأمينية. قبل أن يكون mRNA وظيفيًا ، يجب إزالة الإنترونات في عملية تُعرف باسم RNA splicing ، أو تعديل ما بعد النسخ.

تعديل ما بعد النسخ من الرنا المرسال في حقيقيات النوى

في البكتيريا ، يعتبر النسخ من DNA إلى mRNA مسارًا مباشرًا. ومع ذلك ، في حقيقيات النوى ، بمجرد تصنيع mRNA بواسطة RNA Polymerase II ، يمر mRNA بتعديل إضافي (الشكل 11). يُعرف النسخ التالي للمنتج بأنه نسخة أولية (أو pre-mRNA). قبل أن ينتقل mRNA خارج النواة ، يتم تقصير mRNA عن طريق الاستغناء عن أقسام معينة من mRNA وإعادة ربط الأقسام المتبقية معًا مرة أخرى. تُعرف هذه العملية باسم RNA splicing ويعرف mRNA الناتج المعدل باسم mRNA الناضج. تُعرف أجزاء mRNA التي يتم إعادة تجميعها معًا باسم exons (لأنها تخرج من النواة) بينما تُعرف أجزاء mRNA التي تمت إزالتها من pre-mRNA باسم introns. تترك الإكسونات (التي تشكل مجتمعة الرنا المرسال الناضج) النواة من خلال مسام نووي وتنتقل إلى الريبوسوم في العصارة الخلوية وتبدأ عملية الترجمة.

تتم معالجة تضفير الحمض النووي الريبي (RNA) بواسطة مركبات هجينة من البروتين- RNA تُعرف باسم البروتينات النووية الريبونية الصغيرة (أو snRNPs). يبدأ تضفير RNA عندما يرتبط snRNP الأولي بجوانين R-nucleotide (G) المجاور لـ uracil R-nucleotide (U) في نهاية 5 'من pre-mRNA. هذا يمثل حدود exon-intron. يقرأ snRNP ثانوي آخر من 5 'إلى 3' أسفل mRNA وعندما يتلامس مع الأدينين (A) ، ويتم إرفاقه في تلك المرحلة. تمثل هذه النقطة حدود intron-exon. بمجرد إرفاق snRNPs الأولية والثانوية ، يتم إرفاق snRNPS الأخرى بتلك ، في مجمع يعرف باسم spliceosome. بشكل جماعي ، يكسر الجسيم الوراثي رابطة G-U الخاصة بـ snRNP الأساسي والرابطة بين الأدينين (A) من snRNP الثانوي والنيوكليوتيد R المجاور. نظرًا لأن U و A هما قاعدتان مكملتان ، فإن spliceosomes تضعهما على اتصال وثيق مع بعضهما البعض ، مما يؤدي إلى إنشاء حلقة intron. يتم تفكيك نيوكليوتيدات حلقة intron في مونومراتها ، الريبونوكليوتيدات ، ويتم إعادة تدويرها من أجل أحداث النسخ المستقبلية. يتم تقطيع exons مرة أخرى معًا لتوليد mRNA ناضج.


النسخ

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

النسخ، تخليق الحمض النووي الريبي من الحمض النووي. تتدفق المعلومات الجينية من الحمض النووي إلى البروتين ، المادة التي تعطي الكائن الحي شكله. يحدث تدفق المعلومات هذا من خلال عمليات النسخ المتسلسلة (DNA إلى RNA) والترجمة (RNA إلى بروتين). يحدث النسخ عندما تكون هناك حاجة لمنتج جيني معين في وقت محدد أو في نسيج معين.

أثناء النسخ ، عادةً ما يتم نسخ خيط واحد فقط من الحمض النووي. وهذا ما يسمى بضفيرة القالب ، وجزيئات الرنا المنتجة عبارة عن رنا رسول أحادي الجديلة (مرنا). يُطلق على خيط الحمض النووي الذي يتوافق مع الرنا المرسال اسم الترميز أو خيط الإحساس. في حقيقيات النوى (الكائنات الحية التي تمتلك نواة) يُطلق على المنتج الأولي للنسخ اسم pre-mRNA. يتم تحرير Pre-mRNA على نطاق واسع من خلال التضفير قبل إنتاج mRNA الناضج وجاهزًا للترجمة بواسطة الريبوسوم ، العضية الخلوية التي تعمل كموقع لتخليق البروتين. يحدث نسخ أي جين واحد في الموقع الكروموسومي لذلك الجين ، وهو جزء قصير نسبيًا من الكروموسوم. يعتمد النسخ النشط للجين على الحاجة إلى نشاط هذا الجين المعين في خلية أو نسيج معين أو في وقت معين.

يتم نسخ أجزاء صغيرة من الحمض النووي إلى RNA بواسطة إنزيم RNA polymerase ، والذي يحقق هذا النسخ في عملية محكومة بدقة. تتمثل الخطوة الأولى في التعرف على تسلسل محدد على الحمض النووي يسمى المحفز الذي يشير إلى بداية الجين. ينفصل شريطا الحمض النووي عند هذه النقطة ، ويبدأ بوليميريز الحمض النووي الريبي في النسخ من نقطة معينة على خيط واحد من الحمض النووي باستخدام نوع خاص من النوكليوزيد المحتوي على السكر يسمى ريبونوكليوسيد 5-ثلاثي الفوسفات لبدء سلسلة النمو. يتم استخدام ثلاثي فوسفات الريبونوكليوسيد الإضافي كركيزة ، ومن خلال انقسام رابطة الفوسفات عالية الطاقة ، يتم دمج أحادي الفوسفات الريبونوكليوزيد في سلسلة الحمض النووي الريبي المتنامية. يتم توجيه كل ريبونوكليوتيد متتالي من خلال قواعد الاقتران الأساسية التكميلية للحمض النووي. على سبيل المثال ، فإن C (السيتوزين) في الحمض النووي يوجه دمج G (الجوانين) في الحمض النووي الريبي. وبالمثل ، يتم نسخ G في DNA إلى C في RNA ، و T (ثايمين) إلى A (أدينين) ، و A إلى U (يحتوي uracil RNA على U بدلاً من T من DNA). يستمر التوليف حتى يتم الوصول إلى إشارة إنهاء ، وعند هذه النقطة يسقط بوليميريز الحمض النووي الريبي من الحمض النووي ، ويتم إطلاق جزيء الحمض النووي الريبي.

قبل العديد من الجينات في بدائيات النوى (الكائنات الحية التي تفتقر إلى النواة) ، هناك إشارات تسمى "المشغلين" (ارى operons) حيث ترتبط بروتينات متخصصة تسمى المكثفات بالحمض النووي فقط في بداية نقطة بداية النسخ وتمنع الوصول إلى الحمض النووي بواسطة بوليميراز RNA. وبالتالي تمنع بروتينات المثبط هذه نسخ الجين عن طريق منع عمل بوليميراز الحمض النووي الريبي فعليًا. عادة ، يتم إطلاق المكثفات من فعل الحجب عندما تتلقى إشارات من جزيئات أخرى في الخلية تشير إلى أن الجين يحتاج إلى التعبير. قبل ظهور بعض الجينات بدائية النواة ، توجد إشارات ترتبط بها بروتينات المنشط لتحفيز النسخ.

النسخ في حقيقيات النوى أكثر تعقيدًا منه في بدائيات النوى. أولاً ، إن إنزيم RNA polymerase للكائنات الحية الأعلى هو إنزيم أكثر تعقيدًا من إنزيم بسيط نسبيًا مكون من خمس وحدات فرعية من بدائيات النوى. بالإضافة إلى ذلك ، هناك العديد من العوامل الإضافية التي تساعد على التحكم في كفاءة المروجين الفرديين. تسمى هذه البروتينات الملحقة بعوامل النسخ وتستجيب عادةً للإشارات من داخل الخلية التي تشير إلى ما إذا كان النسخ مطلوبًا أم لا. في العديد من الجينات البشرية ، قد تكون هناك حاجة إلى العديد من عوامل النسخ قبل أن تتم عملية النسخ بكفاءة. يمكن أن يتسبب عامل النسخ في قمع أو تنشيط التعبير الجيني في حقيقيات النوى.

محررو Encyclopaedia Britannica تمت مراجعة هذه المقالة وتحديثها مؤخرًا بواسطة كارا روجرز ، كبيرة المحررين.


علم الأحياء 171

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • قائمة الخطوات في النسخ حقيقية النواة
  • ناقش دور بوليميراز الرنا في النسخ
  • قارن وقارن بين بوليميرات الحمض النووي الريبي الثلاثة
  • اشرح أهمية عوامل النسخ

تؤدي بدائيات النوى وحقيقيات النوى في الأساس نفس عملية النسخ ، مع بعض الاختلافات الرئيسية. يرجع الاختلاف الأكثر أهمية بين نسخ بدائيات النوى ونسخ حقيقيات النوى إلى النواة والعضيات المرتبطة بالغشاء. مع ارتباط الجينات بالنواة ، يجب أن تكون الخلية حقيقية النواة قادرة على نقل mRNA الخاص بها إلى السيتوبلازم ويجب أن تحمي mRNA الخاص بها من التدهور قبل ترجمتها. تستخدم حقيقيات النوى أيضًا ثلاثة أنواع مختلفة من البوليميرات التي يقوم كل منها بنسخ مجموعة فرعية مختلفة من الجينات. عادة ما تكون mRNAs حقيقية النواة أحادي المنشأ، بمعنى أنها تحدد بروتينًا واحدًا.

بدء النسخ في حقيقيات النوى

على عكس البلمرة بدائية النواة التي يمكن أن ترتبط بقالب الحمض النووي من تلقاء نفسها ، تتطلب حقيقيات النوى عدة بروتينات أخرى ، تسمى عوامل النسخ ، للارتباط أولاً بمنطقة المروج ومن ثم المساعدة في تجنيد البوليميراز المناسب.

ثلاثة بوليميرات الحمض النووي الريبي حقيقية النواة

تعتبر ميزات تخليق mRNA حقيقية النواة أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ من تلك الموجودة في بدائيات النوى. بدلاً من بوليميراز واحد يتكون من خمس وحدات فرعية ، تحتوي حقيقيات النوى على ثلاثة بوليميرات يتكون كل منها من 10 وحدات فرعية أو أكثر. يتطلب كل بوليميراز حقيقي النواة أيضًا مجموعة مميزة من عوامل النسخ لإحضاره إلى قالب الحمض النووي.

يقع RNA polymerase I في النواة ، وهي بنية أساسية نووية متخصصة يتم فيها نسخ الحمض النووي الريبي (rRNA) ومعالجته وتجميعه في ريبوسومات ((الشكل)). تعتبر جزيئات الرنا الريباسي RNAs بنيوية لأن لها دورًا خلويًا ولكن لا تترجم إلى بروتين. إن الرنا الريباسي هي مكونات الريبوسوم وهي ضرورية لعملية الترجمة. يقوم بوليميريز الحمض النووي الريبي بتجميع جميع الرنا الريباسي من مجموعة الجينات الريبوزومية المكررة بالترادف 18S و 5.8S و 28S. (لاحظ أن التعيين "S" ينطبق على وحدات "Svedberg" ، وهي قيمة غير مضافة تحدد السرعة التي تترسب بها الجسيمات أثناء الطرد المركزي.)

مواقع ومنتجات وحساسيات بوليميراز الحمض النووي الريبي حقيقية النواة الثلاثة
بوليميراز الحمض النووي الريبي مقصورة خلوية نتاج النسخ حساسية α-Amanitin
أنا النواة جميع الرنا الريباسي باستثناء الرنا الريباسي 5S غير حساس
ثانيًا نواة جميع ما قبل الرنا المرسال النووي المشفر للبروتين حساسة للغاية
ثالثا نواة 5S rRNA و tRNAs و RNAs النووية الصغيرة حساس إلى حد ما

يقع RNA polymerase II في النواة ويقوم بتوليف جميع وحدات pre-mRNAs النووية المشفرة للبروتين. تخضع حقيقيات النوى pre-mRNAs لمعالجة مكثفة بعد النسخ ولكن قبل الترجمة. من أجل الوضوح ، ستستخدم مناقشة هذه الوحدة للنسخ والترجمة في حقيقيات النوى مصطلح "mRNAs" لوصف الجزيئات الناضجة والمعالجة الجاهزة للترجمة فقط. RNA polymerase II مسؤول عن نسخ الغالبية العظمى من الجينات حقيقية النواة.

بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث يقع أيضًا في النواة. هذا البوليميراز ينسخ مجموعة متنوعة من RNAs الهيكلية التي تشمل 5S pre-rRNAs ، و Pre-RNAs (pre-tRNAs) ، و Pre-RNAs الصغيرة. تلعب الحمض الريبي النووي النقال دورًا مهمًا في الترجمة ، فهي تعمل بمثابة "جزيئات محول" بين قالب الرنا المرسال وسلسلة البولي ببتيد المتنامية. تمتلك RNAs النووية الصغيرة مجموعة متنوعة من الوظائف ، بما في ذلك "splicing" pre-mRNAs وتنظيم عوامل النسخ.

يمكن للعالم الذي يميز جينًا جديدًا تحديد البوليميراز الذي ينسخه عن طريق اختبار ما إذا كان الجين يتم التعبير عنه في وجود α-amanitin ، وهو سموم قليل الببتيد ينتج عن فطر العلجوم الذبابة وأنواع أخرى من الأمانيت. ومن المثير للاهتمام أن α-amanitin يؤثر على البوليميرات الثلاثة بشكل مختلف تمامًا ((الشكل)). إن بوليميريز RNA غير حساس تمامًا لـ α-amanitin ، مما يعني أن البوليميراز يمكنه نسخ الحمض النووي في المختبر في وجود هذا السم. إن بوليميراز الحمض النووي الريبي 3 حساس بشكل معتدل للسم. في المقابل ، فإن RNA polymerase II حساس للغاية لـ α-amanitin. السم يمنع الإنزيم من التقدم أسفل الحمض النووي ، وبالتالي يمنع النسخ. يمكن أن توفر معرفة البوليميراز الناسخ أدلة على الوظيفة العامة للجين قيد الدراسة. نظرًا لأن RNA polymerase II ينسخ الغالبية العظمى من الجينات ، فسوف نركز على هذا البوليميراز في مناقشاتنا اللاحقة حول عوامل النسخ والمحفزات حقيقية النواة.

محفزات RNA Polymerase II وعوامل النسخ

محفزات حقيقيات النوى أكبر بكثير وأكثر تعقيدًا من محفزات بدائية النواة. ومع ذلك ، كلاهما له تسلسل مشابه لتسلسل -10 من بدائيات النوى. في حقيقيات النوى ، يُطلق على هذا التسلسل صندوق TATA ، وله تسلسل إجماع TATAAA على شريط الترميز. وهي تقع في -25 إلى -35 قاعدة بالنسبة لموقع البدء (+1) ((الشكل)). هذا التسلسل لا يتطابق مع بكتريا قولونية -10 ، لكنه يحافظ على عنصر A-T الغني. الثبات الحراري لروابط A-T منخفض وهذا يساعد قالب الحمض النووي على الاسترخاء محليًا استعدادًا للنسخ.

بدلاً من العامل البسيط الذي يساعد على ربط بوليميريز الحمض النووي الريبي بدائية النواة بمحفزها ، تجمع حقيقيات النوى مجموعة معقدة من عوامل النسخ المطلوبة لتجنيد بوليميراز الحمض النووي الريبي II في جين ترميز البروتين. يتم استدعاء عوامل النسخ التي ترتبط بالمروج عوامل النسخ القاعدية. تسمى جميع هذه العوامل القاعدية TFII (لعامل النسخ / بوليميراز II) بالإضافة إلى حرف إضافي (A-J). المركب الأساسي هو TFIID ، والذي يتضمن بروتين ربط TATA (TBP). تقع عوامل النسخ الأخرى بشكل منهجي في مكانها في قالب الحمض النووي ، حيث يعمل كل عامل على زيادة استقرار مجمع ما قبل البدء والمساهمة في توظيف RNA polymerase II.


تحتوي بعض محفزات حقيقيات النوى أيضًا على صندوق CAAT محفوظ (GGCCAATCT) عند -80 تقريبًا. علاوة على ذلك ، قد تحتوي المحفزات حقيقية النواة على صندوق واحد أو أكثر من الصناديق الغنية بالـ GC (GGCG) أو الصناديق الثمانية (ATTTGCAT). ترتبط هذه العناصر بالعوامل الخلوية التي تزيد من كفاءة بدء النسخ وغالبًا ما يتم تحديدها في الجينات "النشطة" التي يتم التعبير عنها باستمرار بواسطة الخلية.

تعتبر عوامل النسخ القاعدية حاسمة في تكوين مركب مسبق على قالب DNA الذي يقوم لاحقًا بتجنيد RNA polymerase II لبدء النسخ. لا ينتهي تعقيد النسخ حقيقيات النوى بالبوليميراز والمُروّجات. كما يساعد جيش من عوامل النسخ الأخرى ، التي ترتبط مع المعززات وكاتمات الصوت ، في تنظيم التردد الذي يتم به تصنيع الجين قبل الرنا المرسال. تؤثر المعززات وكواتم الصوت على كفاءة النسخ ولكنها ليست ضرورية لمواصلة النسخ.

الهياكل المروجة لبوليميراز RNA الأول والثالث

تتضمن عمليات إحضار بوليميرا RNA الأول والثالث إلى قالب الحمض النووي مجموعات أقل تعقيدًا من عوامل النسخ ، لكن الموضوع العام هو نفسه.

تختلف عناصر المروج المحفوظة للجينات التي تم نسخها بواسطة البوليميراز الأول والثالث عن تلك المنسوخة بواسطة RNA polymerase II. RNA polymerase I ينسخ الجينات التي لها تسلسلان محفزان غنيان بالـ GC في منطقة -45 إلى +20. هذه التسلسلات وحدها كافية لحدوث بدء النسخ ، لكن المحفزات ذات التسلسلات الإضافية في المنطقة من -180 إلى -105 في بداية موقع البدء ستعزز البدء بشكل أكبر. الجينات التي يتم نسخها بواسطة RNA polymerase III لها محفزات أو محفزات أولية تحدث داخل الجينات نفسها.

النسخ حقيقيات النوى هو عملية منظمة بإحكام تتطلب مجموعة متنوعة من البروتينات للتفاعل مع بعضها البعض ومع حبلا الحمض النووي. على الرغم من أن عملية النسخ في حقيقيات النوى تنطوي على استثمار أيضي أكبر من بدائيات النوى ، إلا أنها تضمن أن تقوم الخلية بنسخ ما قبل mRNAs التي تحتاجها لتخليق البروتين.

قد يكون تطور الجينات مفهومًا مألوفًا. يمكن أن تحدث الطفرات في الجينات أثناء تكرار الحمض النووي ، وقد تكون النتيجة مفيدة للخلية وقد لا تكون كذلك. من خلال تغيير إنزيم أو بروتين هيكلي أو بعض العوامل الأخرى ، يمكن لعملية الطفرة أن تحول الوظائف أو السمات الفيزيائية. ومع ذلك ، قد تتطور أيضًا محفزات حقيقيات النوى والتسلسلات التنظيمية الأخرى للجينات. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك الجين الذي ، على مدى عدة أجيال ، يصبح أكثر قيمة للخلية. ربما يقوم الجين بتشفير البروتين البنيوي الذي تحتاجه الخلية لتكوينه بكثرة لوظيفة معينة. إذا كان هذا هو الحال ، فسيكون من المفيد للخلية لمحفز ذلك الجين أن يقوم بتجنيد عوامل النسخ بشكل أكثر كفاءة وزيادة التعبير الجيني.

أبلغ العلماء الذين يفحصون تطور تسلسل المحفز عن نتائج متباينة. يعود ذلك جزئيًا إلى صعوبة استنتاج المكان الذي يبدأ فيه محفز حقيقيات النوى بالضبط وينتهي. تحدث بعض المحفزات داخل الجينات ، بينما يوجد البعض الآخر بعيدًا جدًا عن الجينات التي تنظمها ، أو حتى في اتجاه مجرى النهر. ومع ذلك ، عندما قصر الباحثون فحصهم على متواليات المحفز الأساسية البشرية التي تم تعريفها تجريبياً على أنها متواليات تربط معقد ما قبل التأسيس ، وجدوا أن المحفزات تتطور بشكل أسرع من الجينات المشفرة للبروتين.

لا يزال من غير الواضح كيف يمكن أن يتوافق تطور المروج مع تطور البشر أو الكائنات الحية المعقدة الأخرى. ومع ذلك ، فإن تطور المروج لإنتاج أكثر أو أقل من منتج جيني معين هو بديل مثير للاهتمام لتطور الجينات نفسها. 1

استطالة وإنهاء حقيقيات النوى

بعد تكوين معقد ما قبل الاستنشاق ، يتم تحرير البوليميراز من عوامل النسخ الأخرى ، ويسمح للاستطالة بالاستمرار كما هو الحال في بدائيات النوى مع توليف البوليميراز pre-mRNA في الاتجاه 5 & # 8242 إلى 3 & # 8242. كما تمت مناقشته سابقًا ، يقوم RNA polymerase II بنسخ الحصة الرئيسية من الجينات حقيقية النواة ، لذلك سنركز في هذا القسم على كيفية تحقيق هذا البوليميراز للاستطالة والإنهاء.

على الرغم من أن عملية الاستطالة الأنزيمية هي نفسها بشكل أساسي في حقيقيات النوى وبدائيات النوى ، فإن قالب الحمض النووي أكثر تعقيدًا إلى حد كبير. عندما لا تنقسم الخلايا حقيقية النواة ، توجد جيناتها ككتلة منتشرة من الحمض النووي والبروتينات التي تسمى الكروماتين. يتم حزم الحمض النووي بإحكام حول بروتينات هيستون المشحونة على فترات متكررة. هؤلاء معقدات الدنا هيستون، تسمى مجتمعة النيوكليوسومات ، متباعدة بانتظام وتتضمن 146 نيوكليوتيد من الحمض النووي ملفوفًا حول ثمانية هيستونات مثل الخيط حول البكرة.

لكي يحدث تخليق عديد النوكليوتيد ، تحتاج آلية النسخ إلى تحريك الهيستونات بعيدًا عن الطريق في كل مرة تواجه فيها جسيمًا نوويًا. يتم تحقيق ذلك من خلال مركب بروتين خاص يسمى FACT ، والذي يرمز إلى "يسهل نسخ الكروماتين. " يسحب هذا المركب الهيستونات بعيدًا عن قالب الحمض النووي بينما يتحرك البوليميراز على طوله. بمجرد تصنيع ما قبل mRNA ، يحل مجمع FACT محل الهستونات لإعادة تكوين الجسيمات النووية.

يختلف إنهاء النسخ باختلاف البوليميرات. على عكس بدائيات النوى ، فإن الاستطالة بواسطة بوليميريز RNA في حقيقيات النوى تحدث 1000 إلى 2000 نيوكليوتيد بعد نهاية الجين الذي يتم نسخه. تتم إزالة هذا الذيل pre-mRNA لاحقًا عن طريق الانقسام أثناء معالجة mRNA. من ناحية أخرى ، تتطلب بوليميرا RNA الأول والثالث إشارات إنهاء. تحتوي الجينات التي تم نسخها بواسطة RNA polymerase I على تسلسل محدد من 18 نيوكليوتيد يتم التعرف عليه بواسطة بروتين إنهاء. تتضمن عملية الإنهاء في RNA polymerase III دبوس شعر mRNA مشابه لإنهاء النسخ المستقل عن rho في بدائيات النوى.

ملخص القسم

يتضمن النسخ في حقيقيات النوى واحدًا من ثلاثة أنواع من البوليميرات ، اعتمادًا على الجين الذي يتم نسخه. يقوم RNA polymerase II بنسخ جميع جينات ترميز البروتين ، بينما يقوم RNA polymerase I بنسخ جينات rRNA المضاعفة جنبًا إلى جنب ، وينسخ RNA polymerase III العديد من RNAs الصغيرة ، مثل 5S rRNA و tRNA وجينات RNA النووية الصغيرة. يتضمن بدء النسخ في حقيقيات النوى ربط العديد من عوامل النسخ بتسلسلات المحفز المعقدة التي توجد عادةً في الجزء العلوي من الجين الذي يتم نسخه. يتم تصنيع mRNA في الاتجاه 5 & # 8242 إلى 3 & # 8242 ، ويتحرك مجمع FACT ويعيد تجميع الجسيمات النووية مع مرور البوليميراز. في حين أن بوليميرا RNA الأول والثالث ينهي النسخ عن طريق طرق تعتمد على البروتين أو الحمض النووي الريبي ، فإن RNA polymerase II ينسخ 1000 أو أكثر من النيوكليوتيدات خارج القالب الجيني ويقطع الفائض أثناء معالجة ما قبل mRNA.

اتصالات فنية

مراجعة أحد العلماء يقطع محفزًا حقيقيًا للنواة أمام جين بكتيري ويدخل الجين في كروموسوم بكتيري. هل تتوقع أن تقوم البكتيريا بنسخ الجين؟

لا. تستخدم بدائيات النوى محفزات مختلفة عن حقيقيات النوى.

إستجابة مجانية

يلاحظ أحد العلماء أن الخلية لديها نقص في بوليميراز الحمض النووي الريبي الذي يمنعها من صنع البروتينات. صف ثلاث ملاحظات إضافية تدعم معًا الاستنتاج القائل بأن الخلل في نشاط بوليميراز الرنا الأول ، وليس المشاكل مع البوليميرات الأخرى ، هو الذي يسبب الخلل.

لتحديد أن طفرة RNA polymerase I أو نقصها يتسبب في حدوث خلل في إنتاج البروتين ، سيحتاج العالم إلى إجراء ملاحظات توفر دليلًا على أن بوليمرات RNA polymerase II و III تعمل في الخلية. الملاحظات التي تزيل RNA polymerase II لأن العيب يمكن أن يشمل:

يمكن أن تشمل الملاحظات التي تزيل RNA polymerase III:

  • عزل رنا نووي صغير من الخلية
  • عزل الرنا الميكروي من الخلية
  • نسخ 5S rRNA في النواة
  • وجود الحمض النووي الريبي في السيتوبلازم

يمكن أن تشمل الملاحظات التي تتضمن RNA polymerase I:

  • نقص الريبوسومات الوظيفية في السيتوبلازم (RNA polymerase I أو III)
  • نقص بروتين RNA polymerase I
  • بروتين RNA polymerase I غير وظيفي

الحواشي

    H Liang et al. ، "التطور السريع للمروجين الأساسيين في جينومات الرئيسيات ،" علم الأحياء الجزيئي والتطور 25 (2008): 1239–44.

قائمة المصطلحات


بولي أدينيل بدائية النواة

على الرغم من اعتبارها في الغالب عملية خاصة بحقيقيات النوى ، إلا أن بدائيات النوى تضيف أيضًا ذيول بولي (A) إلى بعض الحمض النووي الريبي. على عكس آلية حقيقية النواة التي تتطلب تسلسل إجماعي لإضافة ذيل بولي (A) ، فإن إضافة ذيل بولي (A) على نسخة بدائية النواة غير محددة ويمكن إضافتها إلى أي نهاية يمكن الوصول إليها 3 '. يستهدف وجود ذيل بولي (A) الحمض النووي الريبي إلى الجسيم المتحلل ، والذي يحتوي على إنزيمات تقطع الحمض النووي الريبي غير المحمي ببنية ثانوية. يُعتقد أن poly (A) s تُستخدم للتحكم في التركيز الخلوي للـ RNAs التنظيمي وقد تعمل أيضًا كآلية لمراقبة الجودة لتخليص الخلية من RNAs المطوية بشكل سيء.


أين يحدث النسخ في خلية حقيقية النواة

هل تود الكتابة لنا؟ حسنًا ، نحن نبحث عن كتاب جيدين يريدون نشر الكلمة. تواصل معنا وسنتحدث.

النسخ هو عملية يتم فيها نسخ الحمض النووي إلى mRNA. هذا جزء مهم جدًا من عملية تخليق البروتين. يتم تسهيل الخلايا حقيقية النواة مع النواة ، ويمكن أن تحتوي على نواة واحدة أو أكثر ، والتي تحتوي على المواد الجينية مثل الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). تشارك هذه المواد بنشاط في عملية تخليق البروتين ، والتي تحدث داخل النواة ، وبعد ذلك ، يتم تشكيل mRNA. ثم يخرج mRNA المنسوخ من مسام النواة إلى السيتوبلازم. تتم الترجمة ، وبالتالي ، تكمل عملية تخليق البروتين.

تبدأ هذه العملية عندما يفك جزيء الحمض النووي خيوطه عن طريق كسر الروابط الهيدروجينية ، التي تربط أزواج القاعدة التكميلية معًا. عندما ينفصل الخيط ، يتصرف أحد أجزائه كقالب لإنتاج الرنا المرسال ، ويُعرف باسم الخيط المضاد للحس. الجزء المتبقي الآخر هو خصلة الإحساس. ثم يتعرف إنزيم RNA polymerase ، الذي يحتوي على عامل سيجما ، على قالب الحمض النووي. تنجذب الريبونوكليوتيدات التكميلية نحوه ، وترتب نفسها عكس القالب ، وكذلك إلى مواقعها المحددة. يتم استبدال الثايمين فقط باليوراسيل في جزيء الحمض النووي الريبي (الاختلاف الوحيد في ترميز الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي). بمجرد اكتمال الجزيء ، ينفصل عن الحمض النووي ، وتلتصق بقية خيوط الحمض النووي مرة أخرى بمساعدة رابطة هيدروجينية. تحتوي جزيئات الحمض النووي الريبي المشكلة حديثًا على رسائل لتخليق البروتين ، ومن ثم تُعرف باسم جزيئات الرنا المرسال أو جزيئات الرنا المرسال. يخرج هذا الجزيء من الغشاء النووي ، ثم تكتمل العملية المتبقية لتخليق البروتين ، والتي تتكون من ترجمة الحمض النووي.


3) ركاب النسخ:

كتكرار الحمض النووي ، يحدث النسخ أيضًا على ثلاث مراحل

هنا سنرى كيف تحدث هذه الخطوة في الخلية بدائية النواة خطوة بخطوة.

أنا) بدء النسخ

لبدء نسخ الجين ، يجب أن يرتبط الحمض النووي الريبي بمنطقة معينة من جين الحمض النووي تسمى منطقة المحفز. يعطي المروج إشارة إلى البوليميراز لكي "يجلس" على الحمض النووي ويبدأ النسخ.

ربط بوليميراز RNA بالمروجات.

الارتباط الأولي لبوليميراز الحمض النووي الريبي مع محفزات النسخ هو ارتباط غير محدد مع الحمض النووي. إنه ضعيف نسبيًا مقارنةً بربط مروجين معينين.

لم يتم فهم دور هذا الارتباط غير المحدد والآلية التي يتحرك بها الإنزيم نحو محفز معين بشكل كامل حتى الآن.

من ناحية أخرى ، النسخ عامل سيجما هو العامل الأكثر أهمية لعملية البدء. يساعد RNA polymerase في العثور على محفز معين.

في هذه النيوكليوتيدات السبعين يوجد قسمان محفوظان بشدة يعرفان باسم تسلسل الإجماع.

كما هو موضح في الشكل المروج موقع اثنين من ملاحظة معينة هذا هو تسلسل من ستة قواعد. هذه هي قطعة المروج حيث ترتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي. يبلغ تسلسل TTGACA حوالي 35 زوجًا أساسيًا قبل (المنبع) نقطة بدء النسخ. ويسمى تسلسل TATAAT صندوق Pribnow ، والمعروف أيضًا باسم صندوق TATA ، وعادة ما يكون حوالي 10 أزواج أساسية في الجزء العلوي من موقع بدء النسخ.

تسمى هذه المناطق بالمواقع -35 و -10 ، على التوالي لأن هذه هي المسافة التقريبية لها في النوكليوتيدات المنبع من أول نيوكليوتيد يتم نسخه ، ويُعرف باسم موقع +1.

ما ناقشناه أعلاه هو المواقع والمكونات الموجودة في موقع المروج ، والآن سنناقش كيفية ربط RNA polymerase بالمروج الصحيح

كما ترى في الشكل أعلاه ، فإن موقع المروج له منطقة -35 و -10. ينتقل بوليميراز الحمض النووي الريبي مع الحمض النووي من مواقع الربط غير المحددة إلى مواقع المحفز.

هنا ، عندما يصل إلى موقع المروج ، يتعرف عامل سيجما أولاً على المنطقة -35 ويسمح لـ holoenzyme "بالاستقرار" في تلك المنطقة من المروج. يُعرف مجمع الربط هذا باسم المركب المغلق ، حيث يكون الحمض النووي المرتبط سليمًا.

الآن ، إنه مرتبط بمنطقة AT-rich -10 ، هذا المجمع المعروف باسم المجمع المفتوح. حيث يكون الحمض النووي سليمًا ولكنه غير ملفوف جزئيًا. هنا ، يخضع عامل سيجما والبروتينات الموجودة في الإنزيم الأساسي لتغييرات سرية تؤدي إلى فصل خيط الحمض النووي في منطقة -10. بسبب حدوث تفكك لتكوين بنية تشبه فقاعة الحمض النووي ، يُعرف هذا باسم فقاعة النسخ.

يبدأ النسخ داخل المجمع ، مما يؤدي إلى التغيير السري الذي يحول المعقد إلى شكل الاستطالة. النموذج هنا ، يتم إدخال النسخ في مرحلة الاستطالة.

II) استطالة النسخ:

بمجرد أن يتم وضع بوليميراز الحمض النووي الريبي بقوة في المروج وتشكيل فقاعة نسخ ، يمكن أن تبدأ الخطوة التالية من "استطالة" النسخ.

الآن ، عامل سيجما يفصل البوليميراز يدخل في مرحلة استطالة النسخ.

كما ترى في الشكل ، ستبدأ الاستطالة بإضافة أول ريبونوكليوتيد في موقع بدء النسخ.

لا يتطلب بوليميراز الحمض النووي الريبي مادة أولية مثل بوليميريز الحمض النووي لإضافة النوكليوتيدات. لكن التفاعل المحفز بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي مشابه تمامًا للتفاعل المحفز بواسطة بوليميراز الحمض النووي. يستخدم جميع النيوكليوتيدات الأربعة لتخليق الحمض النووي الريبي المكمل للحمض النووي.

لكل نيوكليوتيد في هيكل الحمض النووي ، يضيف بوليميراز الحمض النووي الريبي مطابقة (تكميلية) ريبونوكليوتيد إلى الطرف الثالث من خيط الحمض النووي الريبي. With the addition of a nucleotide, a pyrophosphate is produced as ribonucleotide monophosphate and is incorporated into the growing RNA strand.

Then released pyrophosphate is hydrolyzed to fuel the process. The newly transcript RNA is nearly identical to the coding strand of the DNA. As elongation of the mRNA continues, single-stranded mRNA is released, and two strands of DNA behind the transcription bubble resume their double-helical structure, as you can see in the diagram.

However, RNA strand has the base uracil(U) in the place of thymine(T), as well as a slightly different sugar in the nucleotide.

As you can see in the diagram below, each T of the coding strand is replaced with a U in the newly transcript RNA strand.

التدقيق اللغوي

In transcription, proofreading is carried out by RNA polymerase itself. However, the chances of occurrence of an error during transcription is more than the chances in replication.

But if mistakenly wrong nucleotide was added by RNA polymerase, it holds the proses go back and cleave that nucleotide from the sequence and replace it with the right one.

III) Termination of transcription:

Termination of transcription occurs when the core RNA polymerase dissociates from the template DNA. Studies that occurs in prokaryotes have demonstrated that the termination event occurs by at least two mechanisms.

1. Rho independent termination.

Rho-independent termination depends on specific sequences in the DNA template strand. As the RNA polymerase approaches the end of the gene being to transcribe, it hits a region rich in G and C nucleotides.

As you see in figure, these regions result formation of GC- rich region in the transcript, this region are able to base-pair into a ‘hairpin’ or “stem loop” like structure.

Such loop, which typically contains seven to ten G:C base pair, that causes RNA polymerase to pause at A-rich region of the DNA template. The A-U base pair holding the DNA and RNA together in the transcription bubble is too weak to hold RNA: DNA hybrid together and RNA polymerase falls off.

As a result, RNA strand is release from the DNA template.

2. Rho dependent termination:

The second kind of terminator is termed as Rho-dependent termination because it requires the aid of protein. The best-studied termination factor in Prokaryotes is the Rho factor (ρ). Rho factor can be involved in the transcription of all types of genes, but the action of this factor best studied for protein-coding genes.

As shown in the figure, the current model proposes that the Rho factor binds to mRNA at a site called rut-utilization site (labeled with yellow in figure). Once Rho factor bind with rut site in RNA then it moves toward the 3’ end, following the RNA polymerase.

But for this movement Rho factor requires energy, Rho factor uses energy supplied by ATP hydrolysis to move along the mRNA, as it tries to catch up with RNA polymerase. However, Rho’s rate of movement is slower than that of RNA polymerase.

Thus, Rho factor can only catch up with RNA polymerase, if the RNA polymerase pauses at a Rho-dependent pause site. When this pause occurs, the Rho factor catches up with RHA polymerase and causes RNA polymerase to dissociate from DNA.

Rho factor is known to have RNA: DNA hybrid helicase activity. This activity leads to the unwinding of the mRNA -DNA complex and release of RNA polymerase from the template DNA strand.

At the end of termination released RNA polymerase binds with other promoter sequence and start transcribing DNA strand. And newly synthesized mRNA continues protein synthesis (translation).

استنتاج

Let us know if we miss something, leave comment below if any suggestion or you want next topic in your interest, we will defiantly look on it.

Now give us answer of this simple question in comment section.

What is gene expression? And in which site of DNA ‘transcription’ take place?

Transcription is the process of making an RNA copy of a gene sequence. This copy, called a messenger RNA (mRNA) molecule, leaves the cell nucleus and enters the cytoplasm, where it directs the synthesis of the protein, which it encodes.

Transcription هل معالجة by which the information in a strand of DNA is copied into a new molecule of messenger RNA (mRNA). … The newly formed mRNA copies of the gene then serve as blueprints for protein synthesis during the معالجة of translation.


شاهد الفيديو: How To Hit The Perfect Tennis Serve In 5 Simple Steps (قد 2022).