Κεφάλαιο 28.pdf

© ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΓΙΑ ΤΟ ΧΗΜΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΠΑΝ/ΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ88628.1.5ΚΕΦΑΛΑΙΟ 28 · Σύνθεση και μάτισμα RNAH επιμήκυνση πραγματοποιείται στις φυσαλίδες μεταγραφής οιοποίες μετακινούνται κατά μήκος του εκμαγείου DNAΗ φάση επιμήκυνσης της σύνθεσης του RNA αρχίζει μετά τον σχηματισμότου πρώτου φωσφοδιεστερικού δεσμού. Μια σημαντική αλλαγή είναι η απώλειατου παράγοντα σ. Υπενθυμίζεται ότι ο πυρήνας του ενζύμου χωρίς τον σδεσμεύεται στο εκμαγείο του DNA πιο ισχυρά. Πραγματικά, η RNA πολυμεράσηπαραμένει δεσμευμένη στο εκμαγείο της μέχρι να προσεγγίσει ένα σήματερματισμού. Η περιοχή που έχει RNA πολυμεράση, DNA και νεοσυντιθέμενοRNA ονομάζεται φυσαλίδα μεταγραφής διότι περιέχει μια «φυσαλίδα»τοπικά αποδιαταγμένου DNA (Eικόνα 28.8). Το RNA που μόλις έχει συντεθείσχηματίζει μια υβριδική έλικα με τον κλώνο-εκμαγείο του DNA. Αυτή η έλικαDNA-RNA έχει μήκος 8 περίπου bp, που αντιστοιχεί σχεδόν σε μια στροφήτης διπλής έλικας (Εδάφιο 27.1.3). Η 3΄-υδροξυλική ομάδα του RNA σε αυτήντην υβριδική έλικα είναι τοποθετημένη με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορείνα προσβάλλει το α-άτομο του φωσφόρου ενός εισερχόμενου τριφωσφορικούριβονουκλεοζίτη. Ο πυρήνας του ενζύμου περιέχει επίσης μια θέση δέσμευσηςγια τον άλλο κλώνο του DNA. Περίπου 17 bp DNA ξετυλίγονται κατά τηφάση επιμήκυνσης, όπως και κατά τη φάση έναρξης. Η φυσαλίδα μεταγραφήςδιανύει μια απόσταση 170 Å (17 nm) ανά δευτερόλεπτο, που αντιστοιχεί σεέναν ρυθμό επιμήκυνσης 50 περίπου νουκλεοτιδίων ανά δευτερόλεπτο. Αν καιαρκετά γρήγορη, η ταχύτητα αυτή είναι πολύ μικρότερη από εκείνη της σύνθεσηςτου DNA, η απόδοση της οποίας είναι 1000 νουκλεοτίδια ανά δευτερόλεπτο.RNA appleÔÏ˘ÌÂÚ¿ÛËEIKONA 28.8 Φυσαλίδα μεταγραφής.Σχηματική αναπαράσταση της φυσαλίδαςμεταγραφής κατά την επιμήκυνση ενόςμεταγραφήματος RNA. Το δίκλωνο DNAξετυλίγεται στο πρόσθιο άκρο της RNAπολυμεράσης και ξανατυλίγεται στο οπίσθιο.Το υβρίδιο RNA-DNA περιστρέφεται κατά τηνεπιμήκυνση.3'5'•·Ó·Ù‡ÏÈÁÌ·NÂÔÛ˘ÓÙÈı¤ÌÂÓÔRNAKÏÒÓÔ˜-ÂÎÌ·Á›ÔY‚ÚȉÈ΋ ¤ÏÈηRNA–DNAKˆ‰È·ˆÓÎÏÒÓÔ˜3'£¤ÛËÂappleÈÌ‹Î˘ÓÛ˘•ÂÙ‡ÏÈÁÌ·5'3'5' pppK›ÓËÛËÙ˘ appleÔÏ˘ÌÂÚ¿Û˘DNARNAEIKONA 28.9 Διαχωρισμός υβριδίουRNA-DNA. Μια δομή μέσα στην RNA πολυμεράσηεπιβάλλει τον διαχωρισμό του υβριδίου RNA-DNA, επιτρέποντας στην αλυσίδα του DNA ναεξέρχεται από το ένα μέρος και στην αλυσίδατου RNA να εξέρχεται από το άλλο.Το μήκος του υβριδίου RNA-DNA και της ξετυλιγμένης περιοχής τουDNA παραμένει μάλλον σταθερό καθώς η RNA πολυμεράση μετακινείται κατάμήκος του εκμαγείου DNA. Αυτό το εύρημα υποδηλώνει ότι το DNA ξανατυλίγεταιμε την ίδια περίπου ταχύτητα στο οπίσθιο μέρος της RNA πολυμεράσηςόπως ξετυλίγεται στο εμπρόσθιο μέρος του ενζύμου. Το υβρίδιοRNA-DNA πρέπει επίσης να περιστρέφεται κάθε φορά που ένα νουκλεοτίδιοπροστίθεται, ούτως ώστε το 3΄-ΟΗ άκρο του RNA να παραμένει στην καταλυτικήθέση. Το μήκος του υβριδίου RNA-DNA προσδιορίζεται από μια δομήμέσα στο ένζυμο που αναγκάζει το υβρίδιο RNA-DNA να χωρίζει, επιτρέπονταςέτσι στην αλυσίδα του RNA να εξέρχεται από το ένζυμο και στηναλυσίδα του DNA να ξαναενώνεται με τη συμπληρωματική της (Eικόνα 28.9).Είναι αξιοσημείωτο ότι η RNA πολυμεράση δεν έχει δραστικότητα νουκλεάσης.Έτσι, σε αντίθεση προς την DNA πολυμεράση, η RNA πολυμεράσηδεν διορθώνει τη νεοσυντιθέμενη πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. Συνεπώς, η πιστότητατης μεταγραφής είναι πολύ μικρότερη από εκείνη της αντιγραφής. H συχνότητασφάλματος της σύνθεσης RNA είναι της τάξεως του ενός λάθους ανά 10 4 έως