Co to jest polimeraza RNA I?

Polimeraza I kwasu rybonukleinowego (RNA) to enzym występujący w większości komórek eukariotycznych, który dokonuje transkrypcji rybosomalnego RNA (rRNA). Polimeraza RNA I występuje we wszystkich organizmach z wyjątkiem bakterii i wirusów, które nie mają jądra komórkowego. Enzym ten jest makrocząsteczką złożoną z kilku łańcuchów aminokwasów i zawiera kilka składników, w tym region odpowiedzialny za topienie nici DNA i inny umożliwiający wejście RNA na rozdzielone nici. Proces transkrypcji obejmuje dopasowanie nukleotydów na pojedynczej nici DNA do odpowiednich nukleotydów RNA. Enzym ten dokonuje transkrypcji tylko z szablonów genów DNA kodujących rRNA i dokonuje transkrypcji w trzyetapowym procesie obejmującym inicjację, wydłużanie łańcucha RNA i zakończenie procesu.

Kiedy zachodzi transkrypcja, cząsteczka znana jako czynnik selektywności 1 może wiązać się z regionem DNA, znanym jako promotor, tuż przed genem RNA. To działanie tworzy kompleks, z którym łatwo wiąże się polimeraza RNA I, co jest sposobem na zachęcenie do transkrypcji rRNA. Obszary hydrofobowe enzymu przyłączają się następnie do hydrofobowych nukleotydów na DNA, które oddzielają dwie nici DNA od siebie i otwierają region genu, dzięki czemu można go transkrybować. Aktywne miejsce polimerazy RNA I umożliwia następnie cząsteczkom zwanym trifosforanami rybonukleozydów dyfuzję do otwartego regionu i wiązanie się z komplementarnymi nukleotydami na DNA, aż enzym osiągnie swoje miejsce terminacji, zgięcie DNA związanego z tarczycowym czynnikiem transkrypcyjnym-1 ( Białko TTF-1. Tworzy to łańcuch RNA, który jest tymczasowo związany z DNA, który po zakończeniu zostaje oderwany, umożliwiając rybosomom translację RNA na białka.

Polimeraza RNA I jest jedynym enzymem, który może transkrybować rRNA, a rRNA stanowi około połowy RNA w komórce, jest więc ważnym enzymem zaangażowanym w proces wzrostu komórki. Tempo wzrostu komórek jest ograniczone szybkością syntezy białek, która sama w sobie zależy od tego, jak szybko syntetyzowane są rybosomy i jak szybko polimeraza RNA I dokonuje transkrypcji rRNA. Enzym może zatem regulować tempo transkrypcji za pomocą nieznanego mechanizmu, a także reagując na komórkę, zmniejszając liczbę dostępnych genów rRNA do transkrypcji. Kilkaset dostępnych genów rRNA jest wyłączanych, gdy komórki stają się bardziej zróżnicowane w organizmie, ponieważ nie muszą rosnąć tak szybko, a zatem nie potrzebują tak wysokiego tempa transkrypcji rRNA jak komórki niezróżnicowane.