ساخته‌شدن آران‌ای از روی دی‌ان‌ای را رونویسی می‌گویند که نخستین گام برای ساخت پروتئین‌ها می‌باشد.

 

به عبارت دقیقتر رونویسی فرآیندی است که ضمن آن با دخالت زیمایه‌های اختصاصی (آران‌ای-پلی‌مراز) و مصرف مولکول‌های پرانرژی (ATP) و بکارگیری نوکلئوتیدها، ترکیبهای نوکلئوتیدی موجود در مولکول دی‌ان‌آ به ساخت آران‌ای‌های گوناگون شامل آران‌ای پیام‌رسان، آران‌ای جابجایی، آران‌ای رناتنی، و ... می‌انجامد. رونویسی عمل رونوشت‌برداری از داده‌های نوکلئوتیدی دی‌ان‌آ و تبدیل آن به داده‌های نوکلئوتیدی آران‌آ می‌باشد.

 

رونویسی با کمک زیمایهٔ آران‌ای-پلی‌مراز انجام می‌شود.

 

رونویسی در یوکاریوت‌ها

در پروکاریوت‌ها یک نوع آران‌ای‌-پلی مراز رونویسی همهٔ گونه‌های آران‌ای را انجام می‌دهد اما در یوکاریوت‌ها علاوه بر آران‌ای-پلی‌مراز ویژه‌ای که در دو اندامک کلروپلاست و میتوکندری آن‌ها موجود است، سه گونهٔ دیگری از آران‌ای-پلی‌مراز نیز در هستهٔ آن‌ها موجود می‌باشد که آنها را با شماره‌های ۱ و ۲ و ۳ مشخص می‌کنند.

 


آران‌ای-پلی‌مراز ۱ فقط رونویسی ژن‌های آران‌ای رناتنی را انجام می‌دهد.

آران‌ای-پلی‌مراز ۲ رونویسی پیش‌سازهای آران‌ای‌های پیام‌رسان و نیز برخی از آران‌ای‌های بی‌رمز را انجام می‌دهد.

آران‌ای-پلی‌مراز ۳ به رونویسی ژن‌های آران‌ای جابجایی و نیز برخی از آران‌ای‌های بی‌رمز کمک می‌کند.

بطور کلی دستگاه رونویسی یوکاریوتی پیچیده‌تر از دستگاه رونویسی پروکاریوتی است. هر یک از آنزیم‌های آران‌ای-پلی‌مراز ۱، ۲ و ۳ کمی بزرگتر از آنزیم پروکاریوتی و از بیش از ده زیرسازه تشکیل شده‌اند. همانندی چیدمان نوکلئوتیدها در ژن‌های رمزگردان برخی از زیرسازه‌ها نشان می‌دهد که این زیرسازه‌ها با یکدیگر و حتی با زیرسازه‌های آنزیم پروکاریوتی ریشه تکاملی مشترکی دارند.

 

مراحل رونویسی

 

مرحله آغاز رونویسی (RNAP = آران‌ای-پلی‌مراز)

مرحله آغاز: رونویسی با پیوند آران‌ای-پلی‌مراز به بخشی از ژن به نام راه‌انداز ژن آغاز می‌شود. راه‌انداز، بخشی از دی‌ان‌آ است که به آران‌ای-پلی‌مراز امکان می‌دهد رونویسی را از جای درستی آغاز کند و مثلا این کار را از میان ژن آغاز نکند. راه‌انداز در نزدیکی جایگاه آغاز رونویسی جای دارد. جایگاه آغاز رونویسی، به نخستین نوکلئوتیدی از دی‌ان‌آ گفته می‌شود که رونویسی می‌شود.

 

مرحله ادامه رونویسی

مرحله ادامه:آران‌ای-پلی‌مراز، دو رشتهٔ دی‌ان‌آ را از یکدیگر باز می‌کند.

 

مرحله پایان رونویسی

مرحله پایان همانندسازی: آران‌ای-پلی‌مراز هم چون قطاری که روی ریل حرکت می‌کند، در طول نوکلئوتیدهای دی‌ان‌آ به حرکت در می‌آید و در مقابل هر یک از دئوکسی ریبوتوکلئوتیدهای دی‌ان‌آ، ریبونوکلئیوتید مکمل را قرار می‌دهد و همچنین، هر ریبوتوکلئوتید جدید را به ریبونوکلئوتید پیشین پیوند می‌دهد. در رونویسی نیز از همان قوانین جفت شدن بازها که در همانندسازی دی‌ان‌آ به کار می‌رود، استفاده می‌شود. تنها تفاوت این است که در مقابل دئوکسی نوکلئوتید آدنین‌دار در دی‌ان‌آ، ریبونوکلئوتید یوراسیل‌دار، در آران‌ای جای می‌گیرد.

آران‌ای-پلی‌مراز، دی‌ان‌آ و آران‌ای پیام‌رسان تازه‌ای ساخته می‌شود و پس از رونویسی جایگاه‌پایان‌رونویسی، از یکدیگر جدا می‌شوند و مولکول آران‌ای پیام‌رسان برای مرحلهٔ بعدی یعنی رمزخوانی، آزاد می‌شود.

 

سنتز RNA را از روی یکی از رشته‌های DNA ، نسخه‌برداری می‌گویند.

 

مقدمه

از اولین سوالهایی که درباره رونویسی مطرح شد این بود که RNA از روی یکی از رشته‌های DNA ساخته می‌شود یا از هر دو. از آغاز پژوهشگران متوجه بودند که اگر RNA از روی هر دو رشته DNA ساخته می‌شد. RNA‌های حاصل یکسان نبودند بلکه مکمل یکدیگر می‌بودند و احتمالا توالی‌های متفاوتی از اسیدهای آمینه را رمز می‌کردند، اما بررسی‌های ژنتیک و زیست شیمیایی تا آن زمان آنان را به فرضیه یک ژن - یک پلی‌پپتید ساخته می‌شود.

پژوهشگران در این بررسی مجددا به سیستم‌های ویروسی رو آوردند و باکتریهایی را با ویروس آلوده کردند ودر محیط حاوی یوراسیل رادیواکتیو کشت دادند و سپس RNA ی ویروسی را از این سلولها جدا کردند. RNA نشاندار شده را در مجاورت ژنوم واسرشت شده ویروسی یعنی دو رشته جدا شده DNA قرار دادند. معلوم شد که این RNA فقط با یکی از دو رشته DNA پیوندهای هیدروژنی تشکیل می‌دهد. یعنی دو رگه می‌شود این می‌رساند که توالی نوکلئوتیدهای RNA ، مکمل توالی نوکلئوتید‌ها در تنها یکی از رشته‌های DNA بوده است.


رونویسی در سیستم‌های یوکاریوتی

بطور کلی دستگاه رونویسی یوکاریوتی پیچیده‌تر از دستگاه پروکاریوتی است سلولهای یوکاریوتی برخلاف سلولهای پروکاریوتی که تنها یک نوع آنزیم RNA پلیمراز دارند دارای سه نوع آنزیم‌اند که RNA پلیمراز I ، پلیمراز II و RNA پلیمراز III نامیده می‌شوند. هر یک از این آنزیمها قدری بزرگتر از آنزیم پروکاریوتی و از بیش از ده زیر واحد تشکیل شده شباهت توالی نوکلئوتیدها در ژنهای رمزگردان برخی از زیرواحدها نشان می‌دهد که این زیرواحدها با یکدیگر و حتی با زیرواحدهای آنزیم پروکاریوتی ریشه تکاملی مشترکی دارند.


RNA پلیمرازهای یوکاریوتی

RNA پلیمراز I فقط ژنهای RNA ریبوزومی (rRNA) را رونویسی می‌کند. RNA پلیمراز II پیش‌سازهای RNA های پیک که رمزگردان پروتئین‌ها هستند و نیز برخی RNA‌های کوچک را رونویسی می‌کند نکته مهم در فعالیت آنزیم‌های یوکاریوتی این است که بر خلاف آنزیم پروکاریوتی هیچ یک نمی‌تواند مستقیما راه‌انداز خود راشناسایی و RNA سازی را شروع کند. هر یک از پلیمرازها برای اتصال به راه‌‌انداز به پروتئین‌های ویژه‌ای که جمعا عوامل عمومی رونویسی نامیده می‌شوند، احتیاج دارند.


راه‌‌اندازها

یک تعریف برای راه‌‌انداز این است که راه‌‌انداز قسمتی از ژن است که امکان شروع ساختن RNA مربوط به آن ژن یا رونوشت آن ژن را در جایگاه صحیح فراهم می‌سازد.

 

راه‌انداز‌های یوکاریوتی

راه‌انداز‌های سه آنزیم RNA پلیمراز با یکدیگر متفاوت‌اند. RNA پلیمراز I فقط راه‌انداز ژن رمز‌گردان rRNA را شناسایی می‌کند. راه‌انداز ژنهایی که با RNA پلیمراز II رونویسی می‌شوند، بسیار متفاوت‌اند. توالی مملو از A/T معروف به جعبه TATA (تاتا) خوانده می‌شود، فرادست بسیاری از ژنهای این دسته قرار دارد. توالی مورد توافق جعبه TATA شبیه به جعبه 10- ژنهای پروکاریوتی است. مشخصترین ویژگی راه اندازهای RNA پلیمراز III این است که موقعیت بسیاری از اینها درون ژنی است. یعنی فرودست نقطه آغاز رونویسی است.


پایان رونویسی در سیستم‌های یوکاریوتی

در سیستم‌های یوکاریوتی چگونگی پایان رونویسی به خوبی شناخته نشده است به نظر می‌رسد که مانند سیستم‌های پروکاریوتی به وجود ساختاری ویژه یا ردیف U هر دو در انتهای RNA برای پایان رونویسی لازم باشد. علاوه بر این پس از پایان رونویسی با RNA پلیمراز RNA و I پلیمراز II ممکن است در اثر برش ، بیش از هزار نوکلئوتید از انتهای 3رونوشت اولیه برداشته شود. رونوشت اولیه که RNA اولیه خوانده می‌شود. محصول مستقیم رونویسی است. بنابراین جایگاه پایان رونویسی این آنزیمها می‌تواند بیش از هزار نوکلئوتید فرودست جایگاه رمز‌گردان انتهایRNA 3’‌های بالغ باشد.

 

جالب است که توالی شامل 100 تا 200 ریبونوکلئوتید آدنین دار (ra) در انتهای RNA 3‌های محصول RNA پلیمراز II یافت می‌شود این توالی که دم پلی A نامیده شده است از روی الگو در DNA ساخته نمی‌شود. آنزیم پلی A پلیمراز بدون استفاده از الگو ، نوکلئوتیدهای این توالی را به انتهای 3 که از برش رونوشت‌های اولیه حاصل شده است می‌افزاید.

 

دید کلی

سنتز یک مولکول RNA به صورت رونوشتی از یک مولکول DNA روند بسیار پیچیده‌ای است که در آن آنزیم RNA پلیمراز و تعدادی پروتئینهای دیگر شرکت می‌نمایند. رونویسی از DNA شامل مراحل آغاز ، طویل شدن و پایان می‌باشد مراحل سنتز مولکول RNA در پروکاریوتها در مقایسه با نحوه سنتز در پستانداران بسیار متفاوت است. برای مثال ، مولکول RNA در پروکاریوتها با همان ساختمان اولیه خود قابل ترجمه می‌باشد در حالی که در پستانداران ، رونوشت اولیه RNA مولکول پیش سازی است که برای تولید mRNA تکامل یافته و فعال بکار می‌رود.

 

ساختمان RNA پلیمراز

RNA پلیمراز موجود در سلولهای پروکاریوتها دارای ساختمان پیچیده‌ای است. در باکتری کلی‌باسیل RNA پلیمراز شامل یک هسته مولکولی است که از چهار زیر واحد پلی‌پپتید تشکیل یافته است، دو زیر واحد آلفا کاملا یکسان و دو زیر واحد دیگر بتا و بتاپریم (β و́β) از نظر اندازه یکسان ولی از نظر ساختمانی تفاوتهایی دارند. این هسته چهار پلی‌پپتیدی همراه با یک فاکتور پروتئینی دیگر یعنی فاکتور سیگما یک مولکول آنزیم کامل را (هولوآنزیم) را می‌سازند. فاکتور سیگما نقش اساسی را در شناسایی نقطه آغاز سنتز RNA به عهده دارد.

 

سنتز RNA

RNA پلیمراز قادر است در حضور DNA و چهار نوع نوکلئوزید تری فسفات یعنی CTP,GTP,UTP,ATP سنتز RNA را انجام دهد. این آنزیم در کلیه سلولها یافت می‌شود. در سنتز RNA یکی از رشته‌های مارپیچ دوتایی DNA به صورت قالب بکار گرفته می‌شود و از همین رو سنتز RNA از DNA را رونویسی می‌نامند و بنابراین ردیف ریبونوکلئوتیدها در مولکول RNA مکمل ردیف دزاکسی ریبونوکلئوتیدهای یکی از رشته‌های DNA می‌باشد. رشته‌ای از DNA را که از آن رونویسی انجام می‌پذیرد رشته کد دهنده ژن و رشته مقابل آن را رشته غیر کد دهنده می‌نامند.

 

علایم رونویسی در پروکاریوتها

 

علامت آغاز

در آغاز رونویسی فاکتور سیگما ردیف خاصی از ژن به نام ردیف پیش‌بر یا پروموتور را شناسایی می‌کند، ردیف پیش‌بر محل اتصال RNA پلیمراز است. جایگاه پیش‌بر خود از دو ردیف کوچکتری تشکیل یافته که توالی نوکلئوتیدهای آنها در تمام پیش‌برهای ژنهای گونه‌های مختلف یکسان می‌باشد، به بیانی دیگر از اینها ردیفهایی محافظت شده و ثابت می‌باشند.

 

یکی از این ردیفها که به فاصله 35 جفت باز قبل از نقطه آغاز رونویسی قرار گرفته شامل 8 جفت نوکلئوتید (TGTTGACA) و ردیف دیگر که تقریبا به فاصله 10 جفت باز قبل از نقطه آغاز قرار گرفته شامل 6 جفت نوکلئوتید (TATAAT) می‌باشد. ردیف (TATA) جدا شدن دو رشته DNA از یکدیگر را تسهیل می‌نماید تا RNA پلیمراز از جایگاه پیش‌بر اتصال یافته بتواند به ردیفهای نوکلئوتیدی رشته کد دهنده که بلافاصله بعد آن قرار گرفته‌اند دسترسی یابد.

 

علامت پایان

در پایان رونویسی ، آنزیم RNA پلیمراز ردیف خاصی از DNA را به کمک فاکتور پروتئینی رو تشخیص داده و رونویسی را خاتمه می‌دهد. علامت پایان رونویسی در پروکاریوتها از یک ردیف نوکلئوتیدی به طول تقریبی 40 جفت باز تشکیل شده، این ردیف نیز دارای ساختمان نوکلئوتیدی مشخص بوده و در بین گونه‌های مختلف پروکاریوتها محافظت شده و ثابت باقی مانده است. ردیف نوکلئوتیدی نقطه پایان شامل تعدادی توالیهای تکراری و معکوسی می‌باشد و به دنبال آنها نیز یک ردیف تکراری از جفت بازهای آدنین و تیمین وجود دارد.

 

هنگامی که رونویسی به جایگاه علامت پایان می‌رسد توالیهای تکراری و معکوس با یکدیگر جفت شده و موجب می‌شود که RNA سنتز شده یک ساختمان ثانوی همانند سنجاق سر را بدست آورد و رونویسی در محل ردیفهای تکراری AT ادامه می‌یابد تا سرانجام عمل آنزیم RNA پلیمراز به کمک فاکتور پروتئین رو متوقف گردیده و آنزیم و رونوشت اولیه تواما آزاد گردند.

 

مراحل تکامل یافتن مولکولهای RNA

در پروکاریوتها رونوشت اولیه mRNA بدون اینکه نیازی به تکامل ساختمانی داشته باشد و حتی قبل از آنکه رونویسی آن پایان یافته باشد به صورت قالبی برای ترجمه شدن شدن و نهایتا سنتز پروتئینها بکار گرفته می‌شود، به بیانی دیگر در پروکاریوتها مراحل رونویسی و ترجمه mRNA توام شده‌اند.

 

رونویسی مرحله اول از بیان ژن، که در آن یک بخش خاصی از DNA به RNA (mRNA) و کپی شده را با پلیمراز آنزیم RNA است. هر دو DNA و RNA اسیدهای نوکلئیک، که استفاده از جفت نوکلئوتید به عنوان یک زبان مکمل هم هستند. در طول رونویسی، یک توالی DNA است که توسط یک RNA پلیمراز، که به تولید مکمل، رشته RNA پارالل به نام متن اولیه به عنوان خوانده شده.

 

درآمد حاصل از رونویسی در مراحل کلی زیر است:

 

RNA پلیمراز، همراه با یک یا چند عامل رونویسی به طور کلی، متصل به پروموتر DNA.

RNA پلیمراز یک حباب رونویسی، که جدا دو رشته مارپیچ DNA ایجاد می کند. این است که با شکستن پیوندهای هیدروژنی بین نوکلئوتید DNA مکمل انجام می شود.

RNA پلیمراز اضافه می کند نوکلئوتید RNA (که مکمل به نوکلئوتید از یک رشته DNA هستند).

RNA قند-فسفات فرم ستون فقرات با کمک از RNA پلیمراز به شکل یک رشته RNA.

پیوند هیدروژنی از RNA-DNA استراحت مارپیچ، آزاد رشته RNA تازه سنتز.

اگر سلول دارای یک هسته، RNA ممکن است بیشتر پردازش شده است. این ممکن است شامل پلی آدنیلاسیون، دربندی، و splicing.

به RNA ممکن است در هسته و یا خروج به سیتوپلاسم از طریق پیچیده منافذ هسته ای باقی می ماند.

کشش از DNA رونویسی را به یک مولکول RNA یک واحد رونویسی به نام و کد حداقل یک ژن است. اگر ژن کد کننده پروتئین، رونویسی تولید RNA پیامبر (mRNA) و. به mRNA به نوبه خود به عنوان یک الگو برای سنتز پروتئین را از طریق ترجمه خدمت می کنند. روش دیگر، ژن رونویسی ممکن است برای رمزگذاری یا غیر برنامه نویسی RNA (مانند میکرو RNA)، RNA ریبوزومی (rRNA)، انتقال RNA (tRNA) که، و یا دیگر مولکول های RNA آنزیمی به نام ریبوزوم. [1] به طور کلی، RNA کمک می کند تا ترکیب، تنظیم، و پروتئین روند؛ به همین دلیل آن نقش اساسی در انجام وظایف در یک سلول ایفا می کند.

 

در ویروس شناسی، این اصطلاح همچنین ممکن است در هنگام اشاره به سنتز mRNA را از یک مولکول RNA (به عنوان مثال، تکثیر RNA) استفاده می شود. به عنوان مثال، ژنوم یک منفی حس تک رشته RNA (ssRNA -) ویروس ممکن است الگو برای یک حس مثبت تک رشته RNA (ssRNA +). دلیل این است که رشته حس مثبت شامل اطلاعات مورد نیاز برای ترجمه پروتئین های ویروسی برای تکثیر ویروس پس از آن. این فرایند با یک replicase RNA ویروسی کاتالیز می شود.

 

پس زمینه

رمزگذاری واحد رونویسی DNA برای یک پروتئین ممکن است هر دو دنباله برنامه نویسی، خواهد شد که به پروتئین ترجمه شده، و توالی های تنظیمی، که مستقیم و تنظیم سنتز پروتئین که حاوی. دنباله نظارتی قبل از ( "بالادست" از) توالی کد است که به نام پنج منطقه ترجمه نشده نخست (5'UTR)؛ دنباله از ( "پایین دست" از) توالی کد است سه منطقه ترجمه نشده نخست (3'UTR) نامیده می شود.

 

همانطور که به همانند سازی DNA، نتایج رونویسی در یک مکمل RNA است که شامل اوراسیل نوکلئوتید (U) در تمامی مواردی که تیمین (T) می توانست در یک مکمل DNA رخ داده مخالف است.

 

تنها یکی از دو رشته DNA به عنوان یک الگو برای رونویسی خدمت می کنند. رشته antisense از DNA است RNA پلیمراز از 'پایان دادن به 5' 3 پایان در طول رونویسی خوانده شده (3 5 '). به RNA مکمل در جهت مخالف ایجاد می شود، در 5 ' 3' جهت، مطابق با دنباله ای از رشته رمز به استثنای تعویض اوراسیل برای تیمین. این جهت است که به دلیل RNA پلیمراز تنها می توانید نوکلئوتید به انتهای 3 'از زنجیره mRNA در حال رشد اضافه کنید. این استفاده از تنها 3 5 'رشته DNA حذف نیاز به قطعات اوکازاکی که در همانند سازی DNA دیده می شود.  این کار همچنین نیاز به پرایمر RNA برای شروع سنتز RNA، به عنوان مورد در همانند سازی DNA است.

 

غیر الگو حس رشته از DNA است که به نام رشته برنامه نویسی، چرا که دنباله آن همان رونوشت RNA به تازگی ایجاد شده (به جز برای جایگزینی اوراسیل برای تیمین) است. این رشته است که توسط کنوانسیون استفاده می شود که ارائه یک توالی DNA است.

 

رونویسی است برخی از مکانیزم های غلط گیری، اما آنها کمتر و کمتر موثر تر از کنترل برای کپی کردن DNA هستند. بنابراین، رونویسی است راحت و کاربر پسند کپی پایین تر از تکثیر DNA.

 

مرحله اصلی

رونویسی به شروع، فرار پروموتر، کشیدگی و ختم تقسیم شده است.

 

شروع

رونویسی با اتصال RNA پلیمراز، همراه با یک یا کلی تر فاکتور رونویسی، به یک توالی DNA خاص به عنوان یک "پروموتر" به شکل یک RNA پلیمراز پروموتر مراجعه کننده به آغاز می شود "بسته پیچیده" (به نام "پیچیده بسته" به این دلیل که DNA پروموتر به طور کامل دو رشته) است.

 

RNA پلیمراز، توسط یک یا کلی تر فاکتورهای رونویسی کمک، و سپس بازشدن حدود 14 جفت باز به شکل یک RNA پلیمراز پروموتر "پیچیده باز" (به نام "پیچیده باز" از آنجا که DNA پروموتر تا حدی unwound است و تک رشته است) که شامل یک unwound است، منطقه تک رشته DNA حدود 14 جفت باز به عنوان مراجعه کننده به "حباب رونویسی."

 

RNA پلیمراز، توسط یک یا چند فاکتور های رونویسی عمومی کمک، سپس انتخاب کردن سایت شروع رونویسی در حباب رونویسی، متصل می شود به یک NTP شروع و NTP گسترش (و یا یک پرایمر RNA کوتاه و NTP گسترش) مکمل توالی رونویسی سایت شروع و کاتالیز تشکیل باند به عملکرد یک محصول اولیه RNA.

 

در باکتری ها، آنزیم RNA پلیمراز هسته متشکل از پنج زیر واحد: 2 α زیر واحد، 1 β زیر واحد، زیر واحد β 1، و 1 ω زیرواحد. در باکتری ها، یکی به طور کلی عامل RNA رونویسی وجود دارد: سیگما. آنزیم RNA پلیمراز هسته متصل به باکتریایی سیگما فاکتور رونویسی عمومی به شکل RNA پلیمراز هولو آنزیم و سپس متصل به یک پروموتر.

 

در آرکی ها و یوکاریوت ها، RNA پلیمراز شامل زیر واحد همولوگ به هر یک از پنج زیر واحد RNA پلیمراز در باکتری ها و همچنین شامل زیر واحد های اضافی. در آرکی ها و یوکاریوت ها، توابع انجام شده توسط باکتری کلی سیگما فاکتور رونویسی توسط عوامل رونویسی عمومی متعدد است که با هم کار انجام می شود. [4] در آرکی، سه عامل رونویسی عمومی وجود دارد: TBP، TFB و TFE. در یوکاریوتها، در RNA پلیمراز رونویسی II-وابسته، شش فاکتور های رونویسی عمومی وجود دارد: TFIIA، TFIIB (یک ارتولوگ از شناسی TFB)، TFIID (یک عامل multisubunit که در آن زیر واحد های کلیدی، TBP، یک ارتولوگ از شناسی TBP است)، TFIIE (یک ارتولوگ از TFE شناسی)، TFIIF و TFIIH. در آرکی ها و یوکاریوت ها از RNA پلیمراز پروموتر پیچیده معمولا به عنوان مراجعه کننده بسته "پیچیده preinitiation."

 

شروع رونویسی توسط پروتئین اضافی، شناخته شده به عنوان فعال و سرکوبگران، و، در برخی موارد، coactivators یا corepressors ارتباط است، که زیر و بم شکل گیری و عملکرد پیچیده رونویسی شروع تنظیم می شود.

 

پروموتر فرار

پس از پیوند برای اولین بار سنتز شده است، RNA پلیمراز باید پروموتر فرار کنند. در طول این زمان است که تمایل به انتشار رونوشت RNA و تولید متن کوتاه وجود دارد. این است که به نام شروع ثمر و برای هر دو یوکاریوتها و پروکاریوتها رایج است.  شروع نافرجام همچنان رخ می دهد تا زمانی که یک محصول RNA از یک طول آستانه حدود 10 نوکلئوتید سنتز شده است، که در آن نقطه فرار پروموتر رخ می دهد و یک مجتمع ازدیاد طول رونویسی تشکیل شده است.

 

مکانیسم، فرار پروموتر رخ می دهد از طریق یک مکانیزم scrunching، که در آن انرژی توسط scrunching DNA ساخته شده است انرژی مورد نیاز برای شکستن تعامل بین RNA پلیمراز هولو آنزیم و پروموتر فراهم می کند.

 

در باکتری ها، بر و زیر ترخیص کالا از گمرک پروموتر، عامل σ با توجه به یک مدل تصادفی منتشر شده است.]

 

در یوکاریوتها، در RNA پلیمراز پروموتر II-وابسته، بر ترخیص کالا از گمرک پروموتر، TFIIH phosphorylates سرین 5 در دامنه ترمینال کربوکسی از RNA پلیمراز II، که منجر به استخدام دربندی آنزیم مکانیسم دقیق چگونه CE باعث ترخیص کالا از گمرک پروموتر در یوکاریوت ها هنوز مشخص نیست.

 

کشیدگی

 

نمودار ساده طویل شدن رونویسی

یک رشته از DNA، رشته الگو (و یا رشته غیر کدکننده) است، به عنوان یک الگو برای سنتز RNA استفاده می شود. به عنوان درآمد حاصل رونویسی، RNA پلیمراز عبور رشته الگو و با استفاده از پایگاه مکمل جفت شدن با DNA الگو برای ایجاد یک کپی RNA. اگر چه RNA پلیمراز عبور رشته الگو از 3 5، برنامه نویسی (غیر قالب) رشته و RNA تازه تشکیل شده می تواند به عنوان نقطه مرجع استفاده می شود، به طوری که رونویسی می تواند به عنوان اتفاق می افتد 5 ' 3' توصیف کرد. این تولید یک مولکول RNA از 5 3 '، یک کپی دقیق از رشته برنامه نویسی (به جز که thymines با uracils جایگزین، و نوکلئوتید از یک قند ریبوز (5-کربن) که در آن DNA است دئوکسیریبوز تشکیل شده (اکسیژن کمتر اتم) در ستون فقرات قند-فسفات آن).

رونویسی mRNA ژن می توانید پلیمراز چند RNA در قالب یک DNA تک و چند دور از رونویسی (تقویت از mRNA ژن خاص)، بسیاری از مولکول های mRNA می تواند به سرعت از یک کپی از یک ژن تولید شود.

 

کشیدگی همچنین شامل یک مکانیسم غلط گیری است که می تواند پایگاه های نادرست گنجانیده جایگزین. در یوکاریوتها، این ممکن است با مکث کوتاه در طول رونویسی اجازه می دهد که عوامل ویرایش RNA مناسب برای اتصال مطابقت دارد. این مکث ممکن است ذاتی به RNA پلیمراز یا به دلیل ساختار کروماتین.

 

 (ژنتیک)

باکتری از دو استراتژی مختلف برای اتمام رونویسی - ختم رو مستقل و ختم رو وابسته. در اتمام رونویسی رو مستقل، نیز نامیده می شود ختم ذاتی، رونویسی RNA متوقف می شود که مولکول RNA تازه سنتز به شکل یک حلقه پیچ تند G-C-غنی به دنبال یک اجرا از ما. زمانی که اشکال پیچ تند، از فشار مکانیکی ضعیف اوراق قرضه RU-DA شکند، در حال حاضر پر کردن هیبرید DNA-RNA. این نیش ترمزی میزند متن پلی U از سایت فعال RNA پلیمراز، در اثر، فسخ رونویسی. در نوع "رو وابسته به" فسخ، یک عامل پروتئینی به نام "رو" تعامل بین قالب و mRNA، در نتیجه رهایی از mRNA تازه ساخته شده از پیچیده طویل بی ثبات.

 

اتمام رونویسی در یوکاریوت است کمتر درک اما شامل برش متن جدید به دنبال آن علاوه بر مستقل از قالب adenines در جدید 3 'پایان آن، در یک فرآیند به نام پلی آدنیلاسیون.

 

مهارکننده

مهار کننده های رونویسی می تواند به عنوان آنتی بیوتیک در برابر، مورد استفاده برای مثال، باکتری های بیماری زا (آنتی باکتریال) و قارچ ها (ضد قارچ). یک مثال از چنین ضد باکتری ریفامپین، که مانع رونویسی DNA به mRNA پروکاریوتی با مهار وابسته به DNA RNA پلیمراز با اتصال آن بتا زیرواحد است. 8-هیدروکسی کینولین یک مهار کننده رونویسی ضد قارچ [12] است. اثرات متیلاسیون نیز ممکن است کار به مهار عملکرد رونویسی.

 

کارخانه

نوشتار اصلی: کارخانه رونویسی

واحد رونویسی فعال در هسته خوشه، در سایت های گسسته نامیده می شود کارخانه رونویسی و یا euchromatin. این سایت ها را می توان با اجازه می دهد پلیمراز درگیر به گسترش متن خود را در پیش سازهای برچسب (BR-UTP یا اقای U) و سیستم ایمنی برچسب زدن RNA نوپای برچسب گذاشته شده توسط قابل مشاهده است. کارخانه رونویسی همچنین می توانید با استفاده از فلورسانس در هیبریداسیون درجا موضعی شود و یا مشخص شده توسط آنتیبادیهای ضد پلیمراز. هستند ~ 10،000 کارخانه در نوکلئوپلاسم از یک سلول هلا، در میان است که ~ 8000 پلیمراز II کارخانه ها و ~ 2000 پلیمراز III کارخانه وجود دارد. هر کارخانه پلیمراز II شامل ~ 8 پلیمراز. به عنوان واحد رونویسی فعال ترین با تنها یک پلیمراز همراه است، هر کارخانه معمولا شامل ~ 8 واحد رونویسی متفاوت است. این دستگاه ممکن است از طریق مروج و / یا افزایش همراه است، با حلقه تشکیل یک "ابر" در اطراف عامل

 

تاریخچه

یک مولکول که اجازه می دهد تا مواد ژنتیکی به تحقق یابد به عنوان یک پروتئین برای اولین بار توسط فرانسوا یعقوب و ژاک مونو فرض شد. سورو اوچوآ، یک جایزه نوبل در فیزیولوژی یا پزشکی در سال 1959 برای توسعه یک فرایند برای سنتز RNA در شرایط آزمایشگاهی با فسفوریلاز polynucleotide، که برای شکستن کد ژنتیکی مفید بود به دست آورد. سنتز RNA توسط RNA پلیمراز در شرایط in vitro توسط چندین آزمایشگاه در سال 1965 تاسیس شد. با این حال، RNA سنتز شده توسط این آنزیم ها خواص است که وجود یک عامل اضافی مورد نیاز برای خاتمه رونویسی صحیح پیشنهاد کرده بود.

 

در سال 1972، والتر Fiers اول شخص به واقع وجود آنزیم فسخ ثابت شد.

 

راجر کورنبرگ در سال 2006 جایزه نوبل در شیمی "برای مطالعات خود را از اساس مولکولی از رونویسی یوکاریوتی" به دست آورد.

 

اندازه گیری و تشخیص

میکروگراف از رونویسی از RNA ریبوزومی. تشکیل رشته های RNA ریبوزومی به عنوان شاخه از رشته DNA اصلی قابل مشاهده است.

رونویسی می توان اندازه گیری و شناسایی شده در روش های گوناگون:

 

G-کمتر کاست روش رونویسی: اقدامات قدرت پروموتر

دور روش رونویسی: شناسایی سایت های آغاز رونویسی (TSS)

اجرا بر روی هسته ای آزمایش: اندازه گیری فراوانی نسبی رونوشت تازه شکل گرفته

روش گروه RNase حفاظت و تراشه تراشه از RNAP: شناسایی سایت های رونویسی فعال

RT-PCR: اقدامات فراوانی مطلق از کل یا RNA هسته ای سطح، که ممکن است با این حال از نرخ رونویسی متفاوت

ریز DNA: اقدامات فراوانی نسبی از کل یا هسته ای سطح RNA جهانی؛ با این حال، این ممکن است از نرخ رونویسی متفاوت

در هیبریداسیون درجا: تشخیص حضور یک متن

MS2 برچسب زدن: با ترکیب حلقه های بنیادی RNA، مانند MS2، به یک ژن، این تبدیل گنجانیده شده به RNA تازه سنتز. حلقه های بنیادی پس از آن می توانید با استفاده از تلفیقی از GFP و پروتئین پوششی MS2، که دارای یک میل ترکیبی بالا، تعامل توالی خاص با حلقه های بنیادی MS2 تشخیص داده شود. استخدام GFP به سایت رونویسی به عنوان یک نقطه فلورسنت قابل مشاهده است. این رویکرد جدید نشان داده است که رونویسی در انفجار ناپیوسته رخ می دهد، و یا پالس (ترکیدن رونویسی را ببینید). با استثنای قابل توجه در روش in situ، ترین روش های دیگر ارائه میانگین جمعیت سلول، و قادر به تشخیص این خاصیت بنیادی از ژن است.

نورترن بلات: از روش های سنتی، و تا زمانی که ظهور RNA-SEQ از کمی بیشتر

RNA-SEQ: اعمال روش های تعیین توالی نسل بعدی به توالی ترنسکریپتومیکس کل، که اجازه می دهد تا اندازه گیری فراوانی نسبی RNA، و همچنین تشخیص تغییرات اضافی مانند ژن همجوشی، ویرایشهای پس از رونویسی و سایت های باهم متصل رمان رونویسی معکوس  طرح از رونویسی معکوس برخی از ویروس ها (مانند HIV، عامل ایدز)، از این توانایی به رونویسی RNA به DNA. HIV دارای ژنوم RNA است که معکوس به DNA رونویسی. این DNA حاصل را می توان با ژنوم DNA سلول میزبان ادغام شدند. آنزیم اصلی مسئول برای سنتز DNA از یک قالب RNA است ترانس کریپتاز معکوس نامیده می شود.

 

در مورد اچ آی وی، ترانس کریپتاز معکوس مسئول سنتز یک رشته DNA مکمل (cDNA مربوط) به ژنوم RNA ویروسی است. ریبونوکلئاز آنزیم H سپس هضم رشته RNA، و ترانس کریپتاز معکوس synthesises یک رشته مکمل DNA به شکل ساختار DNA مارپیچ دوگانه ( "ساخت cDNA"). از ساخت cDNA به ژنوم سلول میزبان توسط اینتگراز آنزیم، که باعث سلول میزبان به تولید پروتئین های ویروسی که به ذرات ویروسی جدید دوباره سوار یکپارچه شده است. در HIV، پس از این، سلول میزبان در معرض مرگ برنامه همراه، و یا آپوپتوز سلول T.  با این حال، در دیگر رتروویروس، سلول میزبان دست نخورده به عنوان جوانه ویروس به خارج از سلول باقی مانده است.

 

برخی از سلول های یوکاریوتی دارای یک آنزیم با فعالیت رونویسی معکوس به نام تلومراز. تلومراز ترانس کریپتاز معکوس که بلند انتهای کروموزوم خطی است. تلومراز حمل قالب RNA که از آن ترکیب یک توالی تکرار DNA، و یا "آشغال" DNA. این دنباله تکرار از DNA تلومر نامیده می شود و می تواند به عنوان یک "کلاه" برای یک کروموزوم فکر می کردم. این مهم است که به دلیل هر بار که یک کروموزوم خطی تکرار شده است، آن کوتاه است. با این "آشغال" DNA یا "کلاه" در انتهای کروموزوم ها، کوتاه شدن از بین می برد برخی از غیر ضروری، دنباله تکرار به جای توالی DNA پروتئین پشتیبانی می کند، این است که دورتر از پایان کروموزوم.

 

تلومراز است که اغلب در سلول های سرطانی فعال به فعال کردن سلول های سرطانی به تکراری ژنوم را به طور نامحدود بدون از دست دادن توالی DNA کد کننده پروتئین مهم است. فعال سازی تلومراز می تواند بخشی از فرایند است که اجازه می دهد تا سلول های سرطانی برای تبدیل شدن به جاودانه. عامل جاودان سرطان از طریق طول تلومر به تلومراز ثابت شده است رخ می دهد در 90٪ از تومورهای سرطان زا در داخل بدن با 10٪ باقی مانده با استفاده از یک مسیر حفظ تلومر جایگزین به نام ALT و یا جایگزین طول تلومرها.



لطفا اندیشه خود را در ارتباط با این مطلب در قسمت نظرات بنویسید.