Τι είναι μια RNA πολυμεράση;

Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) μεταφέρει όλες τις γενετικές πληροφορίες που χρειάζεται κάθε ζωντανό ον για να αναπτυχθεί και να επιβιώσει. Οι λεπτομερείς πληροφορίες που περιέχονται στο μόριο μεταφέρονται μέσα στα κύτταρα μέσω ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA). Υπάρχουν διάφοροι τύποι RNA, αλλά όλοι τους πρέπει να μεταγραφούν από ένα ένζυμο που ονομάζεται RNA πολυμεράση. Μόλις περιβάλλει τη δομή του DNA, το ένζυμο ξετυλίγει τη διπλή ελικοειδή δομή και δημιουργεί αντίγραφα της γενετικής πληροφορίας. Η πολυμεράση είναι μια πολύπλοκη δομή που ονομάζεται ολοένζυμο και εκτελεί λειτουργίες όπως το ξετύλιγμα του DNA, ο ανασυνδυασμός των δύο πλευρών στο τέλος της διαδικασίας, ενώ αντιγράφει γονίδια και διορθώνει τα ενδιάμεσα σφάλματα.

Οι μονοκύτταροι οργανισμοί όπως τα βακτήρια έχουν μια μορφή πολυμεράσης RNA. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί, από τη μαγιά μέχρι τον άνθρωπο, έχουν τρία είδη. Ο πρώτος τύπος μεταγράφει το ριβοσωμικό RNA (rRNA), το οποίο έχει όλες τις πληροφορίες για την παραγωγή πρωτεϊνών στο ριβόσωμα ενός κυττάρου. Το αγγελιοφόρο RNA (mRNA), για την οικοδόμηση πρωτεϊνών που απαιτούνται για διαφορετικές κυτταρικές λειτουργίες, δημιουργείται από γενετικό υλικό που επεξεργάζεται από την RNA πολυμεράση II. Η τρίτη πολυμεράση αποδίδεται στη μεταφορά RNA (tRNA), ένα μόριο που προσθέτει αμινοξέα σε αλυσίδες πρωτεϊνών που ονομάζονται πολυπεπτίδια.

Χωρίς RNA πολυμεράση, οι πληροφορίες που κωδικοποιούνται στο DNA δεν μπορούσαν να αντιγραφούν και να κωδικοποιηθούν σωστά. Το ένζυμο δημιουργεί καθένα από τα πολλά διαφορετικά είδη ριβονουκλεϊκού οξέος στο σώμα, ενώ ταξιδεύει προς τα κάτω στο μόριο του DNA. Ξεκινά τη μεταγραφή δεσμεύοντας σε μια δομή που ονομάζεται προαγωγέας, όπου ξεκινά ένα γονίδιο. Οι προαγωγείς είναι αλληλουχίες DNA που επιτρέπουν στο ένζυμο να συνδεθεί με ένα γονίδιο και να ενεργοποιηθεί. Όταν ξεκινά η αντιγραφή, το αντίγραφο αρχικά επιμηκύνεται για να απομακρυνθεί το γονίδιο προαγωγέα, ώστε το ένζυμο να μπορεί να συνεχίσει.

Χιλιάδες νουκλεοτίδια αποτελούν κάθε γονίδιο, έτσι η RNA πολυμεράση είναι επίσης κατασκευασμένη για να συλλαμβάνει και να διορθώνει σφάλματα. Το ένζυμο αφαιρεί τα λανθασμένα νουκλεοτίδια καθώς ταξιδεύει και προσθέτει επίσης τα σωστά. Μπορεί να επιβραδύνει και ακόμη και να σταματήσει για να κάνει διορθώσεις εάν οι πρωτεΐνες δεν ταιριάζουν με τον τρόπο που θα έπρεπε.

Η δομή και η λειτουργία της RNA πολυμεράσης είναι ευάλωτη σε διάφορες τοξίνες. Μερικά δηλητήρια μανιταριών εμποδίζουν την κίνηση του ενζύμου και το αναγκάζουν να σταματήσει να λειτουργεί. Αυτό μπορεί να σκοτώσει ένα άτομο μέσα σε λίγες μέρες, καθώς κάθε λειτουργία στο σώμα εξαρτάται από μια διαδικασία που προκύπτει από τη συνεπή κωδικοποίηση του RNA. Κάθε ζωντανός οργανισμός περιέχει RNA πολυμεράση, η οποία εξυπηρετεί τον ίδιο σκοπό ανεξάρτητα από τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ των μεμονωμένων κυττάρων.