biologi for Majors i

prokaryoter har ikke membranindesluttede kerner. Derfor kan processerne for transkription, translation og mRNA-nedbrydning alle forekomme samtidigt. Det intracellulære niveau af et bakterieprotein kan hurtigt forstærkes ved flere transkriptions-og translationshændelser, der forekommer samtidigt på den samme DNA-skabelon. Prokaryot transkription dækker ofte mere end et gen og producerer polycistroniske mRNA ‘ er, der specificerer mere end et protein.

vores diskussion her vil eksemplificere transkription ved at beskrive denne proces i Escherichia coli, en velundersøgt bakterieart. Selvom der findes nogle forskelle mellem transkription i E. coli og transkription i archaea, kan en forståelse af E. coli transkription anvendes på stort set alle bakteriearter.

prokaryot RNA-Polymerase

prokaryoter bruger den samme RNA-polymerase til at transkribere alle deres gener. I E. coli, polymerasen er sammensat af fem polypeptidunderenheder, hvoraf to er identiske. Fire af disse underenheder, betegnet L. A., L. A. og L. A., omfatter polymerasekernen. Disse underenheder samles hver gang et gen transkriberes, og de adskilles, når transkriptionen er afsluttet. Hver underenhed har en unik rolle; de to karrus-underenheder er nødvendige for at samle polymerasen på DNA’ et; karrus-underenheden binder til ribonukleosidtriphosphatet, der vil blive en del af det spirende “nyligt fødte” mRNA-molekyle; og karrus ‘ binder DNA-skabelonstrengen. Den femte underenhed, Kurt, er kun involveret i transkriptionsinitiering. Det giver transkriptionel specificitet, således at polymerasen begynder at syntetisere mRNA fra et passende initieringssted. Uden K. C. ville kernen transskribere fra tilfældige steder og ville producere mRNA molekyler, der specificerede protein gibberish. Det er en af de mest almindelige typer af stoffer, der findes i kroppen, og som er en del af kroppen.

Prokaryote Promotorer

Figur 1. Den prokaryote RNA-polymerase-underenhed genkender konsensussekvenser, der findes i promotorregionen opstrøms for transkriptionsstartsynet. Efter at transkriptionen er initieret, adskiller den sig fra polymerasen.

en promotor er en DNA-sekvens, hvorpå transkriptionsmaskineriet binder og initierer transkription. I de fleste tilfælde eksisterer promotorer opstrøms for de gener, de regulerer. Den specifikke sekvens af en promotor er meget vigtig, fordi den bestemmer, om det tilsvarende gen transkriberes hele tiden, noget af tiden eller sjældent. Selvom promotorer varierer blandt prokaryote genomer, bevares nogle få elementer. På -10-og -35-regionerne opstrøms for initieringsstedet er der to promotor-konsensussekvenser eller regioner, der er ens på tværs af alle promotorer og på tværs af forskellige bakteriearter (Figur 1).

-10-konsensussekvensen, kaldet -10-regionen, er TATAAT. -35-sekvensen, TTGACA, er genkendt og bundet af Kurt. Når denne interaktion er lavet, binder underenhederne til kerneenhederne til stedet. Den A-T-rige -10-region Letter afvikling af DNA-skabelonen, og der laves flere phosphodiesterbindinger. Transkriptionsinitieringsfasen slutter med produktionen af abortive transkripter, som er polymerer på cirka 10 nukleotider, der fremstilles og frigives.

Forlængelse og afslutning i prokaryoter

transkriptionsforlængelsesfasen begynder med frigørelsen af chrus-underenheden fra polymerasen. Dissociationen af release gør det muligt for kernen at fortsætte langs DNA-skabelonen og syntetisere mRNA i retningen 5′ til 3′ med en hastighed på cirka 40 nukleotider pr. Når forlængelsen fortsætter, afvikles DNA ‘ et kontinuerligt foran kernen og spoles bag det (figur 2). Baseparringen mellem DNA og RNA er ikke stabil nok til at opretholde stabiliteten af mRNA-syntesekomponenterne. I stedet fungerer RNA-polymerasen som en stabil linker mellem DNA-skabelonen og de spirende RNA-tråde for at sikre, at forlængelse ikke afbrydes for tidligt.

figur 2. Klik for et større billede. Under forlængelse sporer den prokaryote RNA-polymerase langs DNA-skabelonen, syntetiserer mRNA i retningen 5′ til 3 ‘og afvikler og spoler DNA’ et, når det læses.

prokaryote Termineringssignaler

når et gen er transkriberet, skal den prokaryote polymerase instrueres i at adskille sig fra DNA-skabelonen og frigøre det nyoprettede mRNA. Afhængigt af genet, der transkriberes, er der to slags termineringssignaler. Den ene er proteinbaseret og den anden er RNA-baseret. Rho-afhængig afslutning styres af rho-proteinet, som sporer langs bag polymerasen på den voksende mRNA-kæde. Nær slutningen af genet møder polymerasen et løb af G-nukleotider på DNA-skabelonen, og den går i stå. Som et resultat kolliderer rho-proteinet med polymerasen. Interaktionen med rho frigiver mRNA ‘ et fra transkriptionsboblen.

Rho-uafhængig afslutning styres af specifikke sekvenser i DNA-skabelonstrengen. Når polymerasen nærmer sig slutningen af genet, der transkriberes, støder den på en region rig på C–G-nukleotider. MRNA foldes tilbage på sig selv, og de komplementære C–G nukleotider binder sammen. Resultatet er en stabil hårnål, der får polymerasen til at stoppe, så snart den begynder at transkribere en region rig på A–T nukleotider. Den komplementære u-a-region i mRNA-transkriptionen danner kun en svag interaktion med skabelon-DNA ‘ et. Dette, kombineret med den stoppede polymerase, inducerer tilstrækkelig ustabilitet til, at kernen kan bryde væk og frigøre det nye mRNA-transkript.

ved afslutning er transkriptionsprocessen afsluttet. På det tidspunkt, hvor opsigelsen finder sted, ville det prokaryote transkript allerede være blevet brugt til at begynde syntese af adskillige kopier af det kodede protein, fordi disse processer kan forekomme samtidigt. Foreningen af transkription, translation og endda mRNA-nedbrydning er mulig, fordi alle disse processer forekommer i samme 5′ til 3′ retning, og fordi der ikke er nogen membranøs opdeling i den prokaryote celle (figur 3). I modsætning hertil udelukker tilstedeværelsen af en kerne i eukaryote celler samtidig transkription og translation.

figur 3. Flere polymeraser kan transkribere et enkelt bakteriegen, mens adskillige ribosomer samtidig oversætter mRNA-transkripterne til polypeptider. På denne måde kan et specifikt protein hurtigt nå en høj koncentration i bakteriecellen.

Bidrage!

forbedre denne sidelær mere