Kas ir RNS polimerāze I?

Ribonukleīnskābes (RNS) polimerāze I ir enzīms, kas atrodams lielākajā daļā eikariotu šūnu un kas transkribē ribosomu RNS (rRNS). RNS polimerāze I ir atrodama visos organismos, izņemot baktērijas un vīrusus, kuriem nav kodolu. Šis enzīms ir makromolekula, kas sastāv no vairākām aminoskābju ķēdēm, un tajā ir iekļauti vairāki komponenti, tostarp reģions, kas atbild par DNS virkņu kušanu, un cits, kas ļauj RNS iekļūt atdalītajās virknēs. Transkripcijas process ietver nukleotīdu saskaņošanu vienā DNS virknē ar atbilstošiem RNS nukleotīdiem. Šis enzīms transkribē tikai no DNS gēnu veidnēm, kas kodē rRNS, un tas tiek pārrakstīts trīspakāpju procesā, kas ietver RNS ķēdes uzsākšanu, pagarināšanu un procesa pārtraukšanu.

Kad notiek transkripcija, molekula, kas pazīstama kā selektivitātes faktors 1, var saistīties ar DNS reģionu, kas pazīstams kā promotors, tieši pirms RNS gēna. Šī darbība rada kompleksu, ar kuru viegli saistās RNS polimerāze I, kas ir veids, kā veicināt rRNS transkripciju. Pēc tam fermenta hidrofobās zonas pievienojas DNS hidrofobiem nukleotīdiem, kas atdala abas DNS virknes vienu no otras un atver gēna reģionu, lai to varētu pārrakstīt. RNS polimerāzes I aktīvā vieta ļauj molekulām, ko sauc par ribonukleozīdu trifosfātiem, difundēt atvērtajā reģionā un saistīties ar komplementāriem nukleotīdiem uz DNS, līdz ferments sasniedz savu beigu vietu, DNS līkumu, kas saistīts ar vairogdziedzera transkripcijas faktoru-1 ( TTF-1) proteīns. Tas veido RNS ķēdi, kas īslaicīgi ir saistīta ar DNS, kas pēc pabeigšanas tiek nolobīta, ļaujot ribosomām pārvērst RNS proteīnos.

RNS polimerāze I ir vienīgais enzīms, kas var pārrakstīt rRNS, un rRNS veido apmēram pusi no RNS šūnā, tāpēc tas ir svarīgs enzīms, kas iesaistīts šūnu augšanas procesā. Šūnu augšanas ātrumu ierobežo tas, cik ātri var sintezēt proteīnus, kas pats par sevi ir atkarīgs no tā, cik ātri tiek sintezētas ribosomas un cik ātri RNS polimerāze I transkribē rRNS. Tāpēc ferments var regulēt savu transkripcijas ātrumu, izmantojot nezināmu mehānismu, kā arī reaģējot uz šūnu, samazinot transkribējamo pieejamo rRNS gēnu skaitu. Vairāki simti pieejamo rRNS gēnu tiek izslēgti, jo šūnas organismā kļūst diferencētākas, jo tām nav nepieciešams tik ātri augt un tāpēc nav nepieciešams tik augsts rRNS transkripcijas ātrums kā nediferencētām šūnām.