ARN polimeraza là gì? ARN polimeraza là gì? RNA polymerase thường được gọi trong tiếng Việt là ARN pôlymêraza là một loại enzym chuyên xúc tác quá trình tổng hợp các loại phân tử ARN từ gen. ARN pôlymêraza còn được gọi tên theo chức năng của nó là enzym phiên mã. ARN polimeraza là một chất chịu trách nhiệm từ các khuôn mẫu DNA hoặc RNA sản xuất các enzym RNA. RNA polymerase xây dựng các sợi RNA thông qua một quá trình được gọi là phiên mã để hoàn thành dự án này. Trong khoa học, RNA polymerase là một nucleoside transferase polyme hóa các ribonucleotide ở đầu 3 ' của phiên mã RNA. RNA polymerase là một enzyme rất quan trọng và có thể được tìm thấy trong tất cả các sinh vật, tế bào và nhiều loại virus. Lịch sử Năm 1960, Sam Weiss, Audrey Stevens và Jerard Hurwitz từng phát hiện ra RNAP. Tuy nhiên, vào năm 1959, giải Nobel Y học đã được trao cho Severo Ochoa và Arthur Kornberg vì đã phát hiện ra RNAP, nhưng sau đó người ta xác nhận rằng họ đã phát hiện ra polynucleotide phosphohydrolase (polynucleotide phosphorylase). Năm 2006, giải Nobel Hóa học được trao cho Roger Kornberg vì ông đã thiết lập các hình ảnh phân tử chi tiết của RNA polymerase trong từng bước của quá trình phiên mã. Đặc trưng RNA polymerase xúc tác quá trình tổng hợp RNA, và có nhiều đặc điểm xúc tác giống như DNA polymerase: ①Sử dụng DNA làm khuôn mẫu; ② Xúc tác các nucleotit để tổng hợp axit nucleic thông qua phản ứng trùng hợp; ③Phản ứng trùng hợp là phản ứng trong đó các nucleotide hình thành các liên kết 3 ', 5'monophosphodiester; ④Đọc khuôn theo chiều 3 '→ 5' và tổng hợp axit nuclêic theo chiều 5 '→ 3'; ⑤ Theo nguyên tắc ghép đôi cơ sở, trình tự khuôn mẫu được phiên mã trung thực. Phân loại Nói chung, RNA polymerase có thể được chia thành RNA polymerase của sinh vật nhân sơ và RNA polymerase của sinh vật nhân chuẩn tùy theo loại sinh vật. Các ARN polymerase của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có những đặc điểm chung nhưng khác nhau về cấu trúc, thành phần và tính chất. (1) RNA polymerase của tế bào nhân sơ được nghiên cứu rõ ràng nhất là RNA polymerase của Escherichia coli. Enzyme là một hexamer bao gồm năm tiểu đơn vị (α 2 ββ'ωσ) với trọng lượng phân tử khoảng 500.000. Trong số đó, α 2 β β'ω được gọi là enzyme lõi, và yếu tố σ kết hợp với enzyme lõi được gọi là holoenzyme. Chức năng chính của yếu tố sigma là nhận ra promoter trên khuôn mẫu DNA. Khi tồn tại đơn lẻ, nó không thể liên kết với khuôn mẫu DNA. Sau khi kết hợp với enzyme lõi để tạo thành holoenzyme, holoenzyme có thể kết hợp với promoter trên DNA khuôn mẫu. Khi nó được kết hợp với trình tự cơ sở cụ thể của gen khởi động, một phần của chuỗi kép DNA không được liên kết và bắt đầu phiên mã, vì vậy yếu tố σ còn được gọi là yếu tố khởi đầu. Bảy yếu tố sigma đã được xác định ở E. Coli và các yếu tố sigma khác nhau có thể cạnh tranh với các enzym cốt lõi để xác định gen nào được phiên mã. Trong số đó, σ 70 (con số cho biết trọng lượng phân tử của nó) giúp xác định trình tự khởi động của gen giữ nhà. Những thay đổi về môi trường có thể tạo ra các yếu tố cụ thể và bắt đầu phiên mã của các gen cụ thể. Chỉ có một loại enzim cốt lõi, tham gia vào toàn bộ quá trình phiên mã và xúc tác cho quá trình phiên mã và tổng hợp tất cả ARN. Các RNA polymerase của các sinh vật nhân sơ khác có cấu trúc và chức năng tương tự như E. Coli. Thuốc kháng sinh rifampicin hoặc rifamycin có thể ức chế đặc hiệu RNA polymerase của sinh vật nhân sơ và trở thành thuốc chống lao. Nó liên kết đặc biệt với tiểu đơn vị β của RNA polymerase. Nếu rifampicin được thêm vào sau khi bắt đầu phiên mã, nó vẫn có thể đóng vai trò ức chế phiên mã, điều này cho thấy tiểu đơn vị β có vai trò trong toàn bộ quá trình phiên mã. (2) RNA polymerase của sinh vật nhân thực Sinh vật nhân chuẩn có 3 RNA polymerase nhân khác nhau, đó là RNA polymerase I (RNA pol I), RNA polymerase II (RNA pol II) và RNA polymerase III (RNA pol llI). Ba RNA polymerase này không chỉ khác nhau về chức năng, tính chất vật lý và hóa học mà còn ở độ nhạy cảm với α-manitin, một độc tố octapeptide dạng vòng có trong nấm độc. Cấu trúc của 3 RNA polymerase nhân của sinh vật nhân chuẩn phức tạp hơn cấu trúc của sinh vật nhân sơ. Ba RNA polymerase có hai tiểu đơn vị lớn khác nhau, hai tiểu đơn vị giống α và một tiểu đơn vị giống ω. Β và β ', hai tiểu đơn vị α và Các tiểu đơn vị ω của enzyme lõi là tương đồng. Ngoài năm tiểu đơn vị trên, ba RNA polymerase còn chứa từ 7 đến 11 tiểu đơn vị nhỏ. Khi tổng hợp RNA, tế bào nhân sơ dựa vào các tiểu đơn vị khác nhau của RNA polymerase để hoàn thành quá trình phiên mã, trong khi tế bào nhân thực cũng cần một số yếu tố protein để tham gia và xử lý và sửa đổi các sản phẩm phiên mã. Ti thể của sinh vật nhân chuẩn có RNA polymerase của riêng chúng, xúc tác tổng hợp mRNA, tRNA và rRNA của ty thể. RNA polymerase ty thể có chức năng và đặc tính tương tự như RNA polymerase của tế bào nhân sơ, và hoạt động của nó cũng có thể bị ức chế bởi rifampicin hoặc rifamycin. [2] Các sản phẩm của RNAP bao gồm: RNA thông tin (mRNA) được sử dụng làm khuôn mẫu khi ribosome tổng hợp protein. ARN không mã hóa, còn được gọi là "gen ARN" - một nhóm lớn các gen có thể được mã hóa bởi ARN. Những ARN này không được dịch mã thành protein. Trong số các gen RNA, các ví dụ quan trọng nhất là RNA vận chuyển (tRNA) và RNA ribosome (rRNA), cả hai đều tham gia vào quá trình dịch mã. Tuy nhiên, kể từ cuối những năm 1990, nhiều gen RNA mới đã được phát hiện, và vai trò của chúng có thể quan trọng hơn nhiều so với tưởng tượng trước đây. RNA vận chuyển (tRNA) ─ ─ Trong quá trình tổng hợp protein, các axit amin cụ thể được chuyển đến vị trí của ribosome trên chuỗi polypeptide đang phát triển trong giai đoạn dịch mã. RNA ribosome (rRNA) - một trong các thành phần của ribosome. RNA siêu nhỏ (micro RNA) ─ ─ Điều hòa hoạt động của gen. RNA xúc tác (Ribozyme) -enzyme phân tử RNA hoạt động. RNAP hoàn thành tổng hợp de novo. Bởi vì nucleotide khởi đầu cố định chắc chắn RNAP, nó có tương tác cụ thể với nucleotide khởi đầu, có lợi cho các cuộc tấn công hóa học vào nucleotide ngoại lai, và RNAP có cách để hoàn thành quá trình tổng hợp tái sinh. Tương tác cụ thể này có thể giải thích tại sao RNAP thích được phiên mã từ ATP (tiếp theo là GTP, UTP và sau đó là CTP). So với DNA polymerase, RNAP có chứa hoạt tính của helicase, do đó không cần thêm enzym để tháo vòng xoắn của DNA.
