7.5: תמלול

מקור: BiochemFFA_7_4.pdf. ספר הלימוד כולו זמין בחינם מהמחברים בכתובת http://biochem.science.oregonstate.edu/content/biochemistry-free-and-easy

בסעיפים הקודמים דנו בשכפול ה- DNA של התא ובמנגנונים שבאמצעותם נשמרת בקפידה שלמות המידע הגנטי. מה עושים תאים עם המידע הזה? כיצד הרצף ב-DNA שולט במה שקורה בתא? אם DNA הוא ספר הדרכה ענק המכיל את כל ה"ידע" של התא שמועתק ומועבר מדור לדור, לשם מה ההוראות? וכיצד תאים משתמשים בהוראות אלה כדי ליצור את מה שהם צריכים?

זרימת מידע

למדת בקורסי מבוא לביולוגיה שגנים, שהם הוראות לייצור חלבונים, עשויים מ-DNA. אתה גם יודע שמידע בגנים מועתק להוראות זמניות הנקראות RNA שליח המכוונות את הסינתזה של חלבונים ספציפיים. תיאור זה של זרימת מידע מ-DNA ל-RNA לחלבון נקרא לעתים קרובות הדוגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית ומהווה נקודת התחלה טובה לבחינת האופן שבו תאים משתמשים במידע ב-DNA.

קחו בחשבון שכל התאים באורגניזם רב תאי נוצרו על ידי חלוקה מביצית מופרית אחת ולכן לכולם יש אותו DNA. חלוקה של אותה ביצית מופרית מקורית מייצרת, במקרה של בני אדם, למעלה מטריליון תאים, עד שהתינוק מופק מהביצית הזו (זה הרבה שכפול DNA!). עם זאת, אנו גם יודעים שתינוק אינו כדור ענק של טריליון תאים זהים, אלא יש לו סוגים רבים ושונים של תאים המרכיבים רקמות כמו עור ושרירים ועצמות ועצבים. איך תאים שיש להם DNA זהה יצאו כל כך שונים?

התשובה טמונה בביטוי גנים, שהוא התהליך שבו נעשה שימוש במידע ב-DNA. למרות שלכל התאים בתינוק יש אותו DNA, כל סוג תא אחר משתמש בתת-קבוצה אחרת של הגנים ב-DNA הזה כדי לכוון את הסינתזה של קבוצה ייחודית של RNA וחלבונים. השלב הראשון בביטוי גנים הוא שעתוק, אותו נבחן בהמשך (איור 7.52).

תמלול

שעתוק הוא תהליך העתקת מידע מרצפי DNA לרצפי RNA. תהליך זה ידוע גם בשם סינתזת RNA תלויה ב- DNA. כאשר רצף של DNA מועתק, רק אחד משני גדילי ה-DNA מועתק ל-RNA. נשקול מה קובע איזה גדיל של DNA מועתק ל- RNA, בהמשך.

אבל, מלבד העתקת אחד, ולא שני גדילי ה-DNA, במה שונה התעתיק משכפול ה-DNA? שכפול DNA משמש להעתקת כל החומר הגנטי של התא ומתרחש לפני שהתא מתחלק, כך שניתן להעביר עותק מלא של המידע הגנטי של התא לתא הבת. שעתוק, לעומת זאת, מעתיק קטעים קצרים של אזורי הקידוד של ה-DNA ליצירת RNA. ניתן להעתיק גנים שונים ל- RNA בזמנים שונים במחזור החיים של התא. RNAs הם, בעצם, עותקים זמניים של המידע ב-DNA וקבוצות שונות של הוראות מועתקות לשימוש בזמנים שונים ובסוגי תאים שונים.

תאים מייצרים מספר סוגים שונים של RNA:

• mRNA המקודדים לחלבונים
• rRNAs המהווים חלק מהריבוזומים
• tRNAs המשמשים כמתאמים בין mRNA לחומצות אמינו במהלך התרגום
• RNAs קטנים המווסתים את ביטוי הגנים, כולל miRNAs ו- siRNAs
• RNAs קטנים אחרים בעלי מגוון פונקציות, כולל ה- RNA הגרעיני הקטן המהווים חלק ממכונות השחבור.
• RNAs ארוכים שאינם מקודדים (RNA lnc - איור 7.53)

בניית גדיל RNA דומה מאוד לבניית גדיל DNA. זה לא מפתיע, בידיעה ש- DNA ו- RNA הם מולקולות דומות מאוד. השעתוק מזורז על ידי האנזים RNA פולימראז. "RNA פולימראז" הוא מונח כללי לאנזים שיוצר RNA. ישנם מספר סוגים שונים של פולימראזות RNA בתאים אוקריוטיים, בעוד שבפרוקריוטים, סוג יחיד של פולימראז RNA אחראי לכל התעתיק.

סינתזת RNA

בדומה לפולימראזות DNA, פולימראזות RNA מסנתזות גדילים חדשים רק בכיוון 5' עד 3', אך מכיוון שהן מייצרות RNA, הן משתמשות בריבונוקלאוטידים (כלומר, נוקלאוטידים של RNA - איור 7.54) ולא בדאוקסיריבונוקלאוטידים. ריבונוקלאוטידים מחוברים בדיוק באותו אופן כמו deoxyribonucleotides, כלומר, ה-3'OH של הנוקלאוטיד האחרון בשרשרת הגידול מחובר לפוספט 5' על הנוקלאוטיד הנכנס כדי ליצור קשר פוספודיסטר.

הבדל חשוב אחד בין פולימראזות DNA לפולימראזות RNA הוא שהאחרונים אינם דורשים פריימר כדי להתחיל לייצר RNA. ברגע שפולימראזות RNA נמצאות במקום הנכון להתחיל להעתיק DNA, הן פשוט מתחילות ליצור RNA על ידי חיבור נוקלאוטידים RNA המשלימים לתבנית ה-DNA.

נקודות התחלה

זה, כמובן, מביא אותנו לשאלה מובנת מאליה- איך פולימראזות RNA "יודעות" היכן להתחיל להעתיק על ה-DNA?

בניגוד למצב בשכפול, שבו בסופו של דבר יש להעתיק כל נוקלאוטיד של ה-DNA ההורי, שעתוק, כפי שכבר ציינו, מעתיק רק חלקים נבחרים של ה-DNA ל-RNA בכל זמן נתון. שקול את האתגר כאן: בתא אנושי, ישנם כ-6 מיליארד זוגות בסיסים של DNA. הרבה מזה הוא DNA לא מקודד, כלומר לא יהיה צורך לתמלל אותו. האחוז הקטן של הגנום המורכב מרצפי קידוד עדיין מסתכם בין 20,000 ל -30,000 גנים בכל תא. מבין הגנים הללו, רק מספר קטן יצטרך לבוא לידי ביטוי בכל זמן נתון. מה מצביע על RNA פולימראז היכן להתחיל להעתיק DNA כדי ליצור תמליל?

מקדמים

מסתבר שדפוסים ברצף ה-DNA מציינים היכן RNA פולימראז צריך להתחיל ולסיים את השעתוק. רצפים אלה מזוהים על ידי פולימראז ה- RNA או על ידי חלבונים המסייעים ל- RNA פולימראז לקבוע היכן עליו לקשור את ה- DNA כדי להתחיל בשעתוק. רצף DNA שבו פולימראז ה- RNA נקשר להתחלת שעתוק נקרא מקדם. רצף ה- DNA המציין את נקודת הסיום של התעתיק, שבו פולימראז ה- RNA צריך להפסיק להוסיף נוקלאוטידים ולהתנתק מהתבנית ידוע כרצף מסוף. האמרגן והטרמינטור, אם כן, סוגרים את אזור ה- DNA שיש לתמלל.

מקדם מתואר כממוקם במעלה הזרם של הגן שהוא שולט בו (איור 7.57). המשמעות של זה היא שעל גדיל ה-DNA שעליו נמצא הגן, רצף הפרומוטור הוא "לפני" הגן, או אם לומר זאת אחרת, הוא נמצא בצד הגן ההפוך לכיוון השעתוק. שימו לב גם כי אומרים שהמקדם "שולט" בגן שאליו הוא קשור. הסיבה לכך היא שביטוי הגן תלוי בקשירה של RNA פולימראז לרצף האמרגן כדי להתחיל בשעתוק. אם ה-RNA פולימראז וחלבוני העוזר שלו אינם נקשרים בפרומוטור, לא ניתן לתמלל את הגן ולכן הוא לא יבוא לידי ביטוי.

מה מיוחד ברצף מקדם? במאמץ לענות על שאלה זו, מדענים בחנו גנים רבים ואת הרצפים הסובבים אותם (איור 7.57). מכיוון שאותו פולימראז RNA צריך להיקשר למקדמים רבים ושונים, ניתן היה לחזות שלמקדמים יהיו כמה קווי דמיון ברצפים שלהם. כצפוי, דפוסי רצף נפוצים נראו קיימים אצל מקדמים רבים.

ראשית נסתכל על מקדמים פרוקריוטים.

כאשר נבדקו גנים פרוקריוטיים, הופיעו בדרך כלל התכונות הבאות:

• אתר התחלת שעתוק (זהו הבסיס ב- DNA שמולו מזווג נוקלאוטיד ה- RNA הראשון), אשר, לפי המוסכמה, מסומן כ- +1.
• רצף -10: זהו אזור של 6 bp שבמרכזו כ-10 bp במעלה הזרם של אתר ההתחלה. רצף הקונצנזוס בעמדה זו הוא TATAAT. במילים אחרות, אם אתה סופר לאחור מאתר התחלת התעתיק, הרצף שנמצא בערך -10 ברוב המקדמים שנחקרו הוא TATAAT.
• רצף -35: זהו רצף של 6 bp בכ -35 זוגות בסיסים במעלה הזרם מתחילת השעתוק. רצף הקונצנזוס בעמדה זו הוא TTGACA.

חשוב להבין שכל נוקלאוטיד ברצף קונצנזוס הוא פשוט זה שהופיע באותה עמדה ברוב המקדמים שנבדקו, ואין פירושו שכל רצף הקונצנזוס נמצא בכל המקדמים. למעשה, למקדמים מעטים יש -10 ו-35 רצפים התואמים בדיוק את הקונצנזוס. התיבה משמאל מציגה את הרצפים -10 ו -35 לפי אחוז ההתרחשות של כל בסיס בפרומוטור.

מה המשמעות של רצפים אלה? מתברר כי הרצפים ב -10 ו -35 נחוצים להכרה באזור האמרגן על ידי RNA פולימראז (איור 7.58). הרצפים ב -10 ו -35 עשויים להשתנות מעט אצל מקדמים בודדים, כאמור לעיל, אך המידה שבה הם שונים מוגבלת. רק כאשר ה-RNA פולימראז נקשר ביציבות בפרומוטור, יכול להתחיל שעתוק. התהליך שבו האמרגן מזוהה וקשור ביציבות נחקר היטב עבור ה-RNA פולימראז של אי - קולי.

פולימראז ליבה והולואנזים

ה אי - קולי RNA פולימראז מורכב מאנזים ליבה של חמש יחידות משנה (α2ββ'ו ω) ויחידת משנה נוספת הנקראת תת-יחידת σ (sigma). יחד, תת-היחידה σ ופולימראז הליבה מהווים את מה שמכונה הולואנזים RNA פולימראז. פולימראז הליבה הוא החלק של פולימראז ה- RNA שאחראי לסינתזה בפועל של ה- RNA, בעוד שתת-היחידה σ נחוצה לקשירת האנזים במקדמים כדי ליזום שעתוק.

אסוציאציה רופפת

פולימראז הליבה ויחידת המשנה σ לא תמיד קשורים זה לזה. לרוב, פולימראז הליבה קשור באופן רופף ל-DNA, אם כי הוא אינו מפלה בין מקדמים לרצפים אחרים ב-DNA, וגדילי ה-DNA אינם נפתחים כדי לאפשר שעתוק במצב זה. תפקידה של תת-היחידה σ הוא להפחית את הזיקה של פולימראז הליבה לרצפי DNA לא ספציפיים ולעזור לאנזים להיקשר באופן ספציפי לרצפי פרומטור.

כריכת הולואנזים

כאשר יחידת המשנה σ מתחברת לפולימראז הליבה, ההולואנזים מסוגל להיקשר באופן ספציפי לרצפי פרומטור. הקישור הראשוני של ההולואנזים בפרומוטור מביא למה שמכונה קומפלקס "סגור", כלומר תבנית ה-DNA עדיין דו-גדילית ולא נפתחה כדי לאפשר שעתוק. קומפלקס סגור זה מומר לאחר מכן לקומפלקס "פתוח" על ידי הפרדת גדילי ה-DNA ליצירת בועת שעתוק באורך של כ-12-14 זוגות בסיסים (איור 7.60). ההמרה של המתחם הסגור למתחם הפתוח מחייבת גם נוכחות של תת-היחידה σ.

מתחם פתוח וחניכה

לאחר שנוצר הקומפלקס הפתוח, ניתן להתחיל להעתיק את תבנית ה- DNA, ופולימראז הליבה מוסיף נוקלאוטידים המשלימים לגדיל אחד של ה- DNA. בשלב זה, המכונה התחלה, הפולימראז מוסיף מספר נוקלאוטידים כשהוא עדיין קשור לפרומוטור, ומבלי לנוע לאורך תבנית ה-DNA. בתחילה, ניתן ליצור ולשחרר חתיכות קצרות של RNA באורך של כמה נוקלאוטידים, מבלי שהפולימראז יעזוב את האמרגן. בסופו של דבר, האנזים עושה את המעבר לשלב הבא, התארכות, כאשר נוצר RNA של 8-9 בסיסים והאנזים עובר מעבר לאזור הפרומוטור.

התארכות

ברגע שמתחילה התארכות וה-RNA פולימראז נע במורד תבנית ה-DNA, תת-היחידה σ כבר אינה נחוצה ועשויה להתנתק מהאנזים הליבה. פולימראז הליבה יכול לנוע לאורך התבנית, לפרוק את ה-DNA לפניו כדי לשמור על בועת שעתוק של 12-15 זוגות בסיסים ולסנתז RNA משלים לאחד מגדילי ה-DNA. כפי שכבר צוין, שרשרת RNA, המשלימה לתבנית ה- DNA, נבנית על ידי פולימראז ה- RNA על ידי חיבור הפוספט 5' של ריבונוקלאוטיד נכנס ל- 3'OH על הנוקלאוטיד האחרון של גדיל ה- RNA הגדל. מאחורי פולימראז ה- RNA, תבנית ה- DNA מתפתלת מחדש, ומעקירה את ה- RNA החדש שנוצר מחוט התבנית שלו.

סיום

כפי שהוזכר קודם לכן, רצף של נוקלאוטידים הנקרא טרמינטור הוא האות לפולימראז RNA לעצור את השעתוק ולהתנתק מהתבנית. חלק מרצפי הטרמינטור, המכונים טרמינטורים פנימיים, מאפשרים סיום על ידי RNA פולימראז ללא עזרה של גורמים נוספים, בעוד שאחרים, הנקראים טרמינטורים תלויי rho, דורשים סיוע של גורם חלבון הנקרא rho (ρ).

כיצד רצף הטרמינטור גורם לפולימראז ה- RNA להפסיק להוסיף נוקלאוטידים ולשחרר את התמליל?

כדי להבין זאת, כדאי לדעת שרצף הטרמינטור קודם לנוקלאוטיד האחרון של התמליל. במילים אחרות, הטרמינטור הוא חלק מסוף הרצף המתועתק (איור 7.61).

טרמינטורים פנימיים

במסופים פנימיים, לרצף זה ב-RNA יש אזורים משלימים את עצמם שיכולים להתחבר זה לזה ליצירת מבנה סיכת שיער המכיל ריצה עשירה ב-GC ב"גזע" של סיכת השיער. סיכת שיער זו מלווה באזור חד גדילי העשיר ב- U (איור 7.62). המבנה המשני שנוצר על ידי קיפול קצה ה-RNA לתוך סיכת השיער גורם ל-RNA פולימראז להשהות. בינתיים, הפעלת ה- U בקצה סיכת השיער מאפשרת להיבריד ה- RNA-DNA באזור זה להתפרק, מכיוון שזיווג הבסיסים בין A בתבנית ה- DNA לבין ה- U ב- RNA חלש יחסית. זה מאפשר לשחרר את התמליל מתבנית ה- DNA ומהפולימראז RNA.

סיום תלוי Rho

במקרה של סיום תלוי rho, גורם חלבון נוסף, rho, הוא הכרחי. Rho הוא הליקאז שיכול להפריד את התמליל מהתבנית שאיתה הוא משויך. כמו בסיום מהותי, סיום תלוי rho דורש היווצרות מבנה סיכת ראש ב- RNA הגורם להשהיית פולימראז ה- RNA. בינתיים, rho נקשר לאזור של התמליל הנקרא אתר ניצול rho (rut) ונע לאורך ה- RNA עד שהוא מגיע לפולימראז ה- RNA המושהה. לאחר מכן הוא פועל על הכלאה RNA-DNA, ומשחרר את התמליל מהתבנית.

תמלול ותרגום מצמידים

בפרוקריוטים, חסרי גרעין, ה-DNA אינו מופרד משאר התא בתא נפרד, ולכן ה-mRNA זמין מיד למנגנון התרגום, שכן התמליל יורד מה-DNA של התבנית. ואכן, בתאים פרוקריוטים, תרגום ה- mRNA יכול להתחיל לפני שהגן כולו תועתק. ריבוזומים יכולים להתאסף בקצה 5 'של התמליל, מכיוון שהוא נעקר מהתבנית, בעוד קצה 3' של הגן עדיין מועתק. זמן ההשהיה בין שעתוק לתרגום הוא אפוא קצר מאוד בפרוקריוטים.

תמלול באיקריוטים

למרות שתהליך סינתזת ה- RNA זהה באוקריוטים כמו בפרוקריוטים, ישנם כמה שיקולים נוספים באיקריוטים. האחת היא שבאוקריוטים, תבנית ה- DNA קיימת ככרומטין, כאשר ה- DNA קשור קשר הדוק להיסטונים וחלבונים אחרים. לכן יש לפתוח את "האריזה" של ה-DNA כדי לאפשר לתמלל את גישת ה-RNA פולימראז לתבנית באזור (איור 7.63). ארגון מחדש של הכרומטין כדי לאפשר גישה לאזורים של DNA הוא אפוא גורם חשוב בקביעת אילו גנים באים לידי ביטוי.

פולימראזות RNA מרובות

הבדל שני הוא שלאוקריוטים יש פולימראזות RNA מרובות, לא רק אחת כמו בתאי חיידקים. הפולימראזות האוקריוטיות השונות מתמללות סוגים שונים של גנים. לדוגמה, RNA פולימראז I מתמלל את גני ה-RNA הריבוזומליים, בעוד ש-RNA פולימראז III מעתיק גנים של tRNA. פולימראז ה- RNA בו נתמקד ביותר הוא RNA פולימראז II, המתמלל גנים המקודדים חלבון ליצירת mRNA.

כל שלושת פולימראזות ה- RNA האוקריוטיות זקוקות לחלבונים נוספים שיעזרו להם להתחיל בתעתיק. בפרוקריוטים, RNA פולימראז בפני עצמו יכול ליזום שעתוק (תת-היחידה σ היא תת-יחידה של ה-RNA פולימראז, לא חלבון נפרד לחלוטין). החלבונים הנוספים הדרושים לפולימראזות RNA אוקריוטיות מכונים גורמי שעתוק. נראה להלן שישנן קטגוריות שונות של גורמי שעתוק.

תמלול ותרגום מנותקים מצמידים

לבסוף, בתאים אוקריוטיים, התעתיק מופרד במרחב ובזמן מהתרגום. שעתוק מתרחש בגרעין, וה- RNA המיוצרים מעובדים עוד לפני שהם נשלחים לציטופלזמה.
סינתזת חלבון (תרגום) מתרחשת בציטופלזמה. כפי שצוין קודם לכן, בתאים פרוקריוטים, ניתן לתרגם mRNA כשהם יורדים מתבנית ה-DNA, ומכיוון שאין מעטפת גרעינית, שעתוק וסינתזת חלבון מתרחשים בתא תאי אחד. גן אוקריוטי מייצג, המתואר באיור 7.64 מראה כי שעתוק מתחיל כ -25 bp במורד הזרם של תיבת TATA, ויוצר תמליל שמתחיל באזור 5' לא מתורגם (5'UTR) ואחריו אזור הקידוד שעשוי לכלול מספר אינטרונים ומסתיים באזור 3' לא מתורגם או 3'UTR (איור 7.64). כמפורט להלן, התמליל הראשוני מעובד עוד לפני השימוש בו.

מקדמים אוקריוטיים

כמו גנים בפרוקריוטים, גם לגנים אוקריוטיים יש מקדמים שקובעים היכן יתחיל השעתוק. כמו בפרוקריוטים, ישנם רצפים ספציפיים באזורי הפרומוטור המוכרים ונקשרים על ידי חלבונים המעורבים בהתחלת השעתוק. נתמקד בעיקר בגנים המקודדים לחלבונים המתועתקים על ידי RNA פולימראז II. למקדמים כאלה יש בדרך כלל תיבת TATA, רצף הדומה לרצף -10 במקדמים פרוקריוטים. תיבת TATA היא רצף של כ-25-35 זוגות בסיסים במעלה הזרם של תחילת התעתיק (+1). (לחלק מהמקדמים האוקריוטיים חסרים תיבות TATA, ויש להם, במקום זאת, רצפי זיהוי אחרים, המכונים DPE, או אלמנטים מקדמים במורד הזרם.) מעניין לציין כי תיבת TATA אינה מזוהה ישירות ונקשרת על ידי RNA פולימראז II. במקום זאת, רצף זה קשור לחלבונים אחרים שיחד עם פולימראז ה-RNA יוצרים את קומפלקס התחלת השעתוק.

למקדמים אוקריוטיים יש, בנוסף, עוד כמה קטעים קצרים של רצפים, המשפיעים על שעתוק, בתוך כ-100 עד 200 זוגות בסיסים במעלה הזרם של אתר התחלת התעתיק. רצפים אלה, הנקראים לפעמים אלמנטים במעלה הזרם או אלמנטים פרוקסימליים במעלה הזרם, קשורים לחלבוני מפעיל המקיימים אינטראקציה עם קומפלקס השעתוק שנוצר בתיבת TATA. דוגמאות לאלמנטים כאלה במעלה הזרם הם תיבת CAAT ותיבת GC (איור 7.64).

ביצוע תמלילים באיקריוטים

ציינו קודם לכן שכל פולימראזות ה-RNA האוקריוטיות זקוקות לחלבונים נוספים כדי לקשור מקדמים ולהתחיל בשעתוק. החלבונים המסייעים לפולימראזות RNA אוקריוטיות למצוא אתרי פרומטור וליזום סינתזת RNA נקראים גורמי שעתוק כלליים. נתמקד בגורמי השעתוק המסייעים ל-RNA פולימראז II, האנזים שמתמלל גנים מקודדי חלבון. גורמי שעתוק אלה נקראים TFIIA, TFIIB וכן הלאה (TF = גורם שעתוק, II = RNA פולימראז II, והאותיות מבחינות בגורמי שעתוק בודדים).

שעתוק על ידי RNA פולימראז II מחייב את גורמי השעתוק הכלליים ואת פולימראז ה- RNA ליצור קומפלקס, בתיבת TATA, הנקרא קומפלקס שעתוק בסיסי או קומפלקס התחלת שעתוק (איור 7.65).

זוהי הדרישה המינימלית לתמלל כל גן. השלב הראשון ביצירת קומפלקס זה הוא הכריכה של תיבת TATA על ידי גורם שעתוק, TFIID. TFIID מורכב מכמה חלבונים, אחד מהם נקרא חלבון מחייב TATA או TBP. קישור ה-TBP גורם ל-DNA להתכופף בנקודה זו ולקבל מבנה המתאים לקשירה של גורמי שעתוק נוספים ו-RNA פולימראז.

מעניין לציין שהקישור של ה-TBP הוא שלב הכרחי ביצירת קומפלקס התחלת שעתוק גם כאשר לאמרגן חסרה תיבת TATA. נראה כי סדר הקישור של חלבונים נוספים לאחר קישור ה- TBP, כפי שנקבע באמצעות ניסויים במבחנה, הוא TFIIB, ואחריו TFIIF ו- RNA פולימראז II, ולאחר מכן TFIIE. השלב האחרון בהרכבה של קומפלקס השעתוק הבסיסי הוא קישור של גורם שעתוק כללי הנקרא TFIIH. כמה עדויות מצביעות על כך שבעקבות הקישור של ה-TBP ל-DNA, שאר החלבונים בקומפלקס ההתחלה עשויים להתאסף כקומפלקס גדול מאוד שאחר כך נקשר ישירות ל-DNA. בכל מקרה, נוכחותם של כל גורמי השעתוק הכלליים הללו ו-RNA Polymerase II הקשורים בפרומוטור נחוצה לתחילת השעתוק.

כמו בתעתיק פרוקריוטי, ברגע שפולימראז ה- RNA נקשר, הוא יכול להתחיל להרכיב קטע קצר של RNA. לאחר מכן יש אישור מקדם, על מנת לנוע במורד התבנית ולהאריך את התמליל. זה דורש את הפעולה של TFIIH. TFIIH הוא חלבון רב תכליתי בעל פעילות הליקאז (כלומר, הוא מסוגל לפתוח סליל כפול של DNA) וכן פעילות קינאז. פעילות הקינאז של TFIIH מוסיפה פוספטים לתחום C-terminal (CTD) של ה-RNA פולימראז II. נראה כי זרחון זה הוא האות שמשחרר את ה-RNA פולימראז ממתחם השעתוק הבסיסי ומאפשר לו להתקדם על התבנית, לבנות את ה-RNA החדש תוך כדי (איור 7.66).

הפסקת השעתוק אינה מובנת היטב כמו בפרוקריוטים. סיום אינו מתרחש במרחק קבוע מקצה 3' של RNAs בוגרים. במקום זאת, נראה שזה מתרחש יד ביד עם עיבוד קצה 3 'של התמליל הראשי. נראה כי אות הפוליאדנילציה באזור 3' הלא מתורגם של התמליל ממלא תפקיד בהשהיית RNA פולימראז, ובשחרורו לאחר מכן של התמליל הראשי שהושלם. זיהוי אות הפוליאדנילציה מעורר את הקישור של חלבונים המעורבים בעיבוד וסיום 3'end.

עיבוד מידע: תמלול

748

הרצאות ביוטיוב

מאת קווין

כאן & כאן

749

איור 7.52 - סקירה כללית של שעתוק אוקריוטי

ויקיפדיה

750

איור 7.53 - תמלילים עשויים לקודד לחלבון או עשויים להיות פונקציונליים כ- RNA

ויקיפדיה

751

איור 7.55 - RNA (ירוק) מסונתז מתבנית DNA (גדיל כחול) על ידי פולימראז T7 RNA (סגול). גדיל ה- DNA שאינו תבנית הוא באדום.

איור 7.54 - ארבעת הריבונוקלאוטידים לייצור RNA

752

איור 7.56 - דוגמה מרכזית - DNA ל- RNA לחלבון

ויקיפדיה

753

הרצאות ביוטיוב

מאת קווין

כאן & כאן

איור 7.57 - רצפים במעלה הזרם של אתר התחלת התעתיק במספר גנים פרוקריוטיים

תמונה על ידי מרתה בייקר

754

-10 רצף

ט א ט א ט

77% 76% 60% 61% 56% 82%

-35 רצף

ט ט ט ז א ג א

69% 70% 61% 56% 54% 54%

איור 7.58 - קישור מקדם RNA פולימראז

ויקיפדיה

איור 7.59 - פולימראז RNA חיידקי (α2ββ'ו ω)

755

איור 7.60 - סינתזה של RNA בבועת התעתיק

756

איור 7.61 - רצפי מקדם ושליחות קטלנית קובעים היכן מתחיל ונגמר התמלול.

757

איור 7.62 סיום תמלול על ידי מנגנונים פנימיים (עליונים) ותלויים ב-rho (למטה)

ויקיפדיה

758

איור 7.63 - DNA אוקריוטי מורכב עם חלבונים בכרומטין

ויקיפדיה

הרצאות ביוטיוב

מאת קווין

כאן & כאן

759

איור 7.64 - אזור המקיף את אתר ההתחלה של התעתיק ב-DNA אוקריוטי

איור 7.65 - קומפלקס תמלול טרום-התחלה באאוקריוטים

ויקיפדיה

760

761