Co je to prokaryotická transkripce?

Na rozdíl od eukaryotických buněk prokaryotická buňka, jako je bakterie, obecně nemá v sobě jednotlivé struktury nazývané organely. Typicky neexistují jádra, mitochondrie ani jiné oblasti, ve kterých dochází k samostatným metabolickým procesům; všechno je většinou volně plovoucí uvnitř buněčné stěny a plazmatické membrány. Stejně jako eukaryotické buňky existují obvykle řetězce deoxyribonukleové kyseliny (DNA) a ribonukleové kyseliny (RNA), které lze kopírovat transkripcí. Prokaryotická transkripce je obvykle řízena enzymem nazývaným prokaryotická RNA polymeráza, který musí iniciovat transkripci DNA, zatímco ukončení procesu je obvykle vyvoláno jinými sekvencemi nukleotidů.

Když enzym RNA polymerázy cestuje po délce řetězce DNA, uvolní jej v místě transkripce a může být vytvořen messenger, transfer a ribozomální RNA. V prokaryotické transkripci jsou typicky dva typy enzymu; jeden je hlavní enzym, který dokáže kopírovat, ale není schopen najít vhodné místo v genu. Holoenzymová forma molekuly je často schopna iniciovat transkripci ve specifické oblasti, a proto je navržena tak, aby lokalizovala promotorové sekvence, které sdělují molekule, kdy začít kopírovat DNA. Holoenzym vykonává tuto funkci prostřednictvím komponenty zvané sigma.

Prokaryotická transkripce začíná, když se RNA polymeráza váže na místo promotoru DNA. Molekula a dvouřetězcová struktura, nazývaná uzavřený komplex, pak mohou interagovat a DNA je otevřena do jednovláknové sekvence poblíž místa, kde je zahájena transkripce. Tomu se říká otevřený komplex. Enzym obvykle zahajuje transkripční proces vytvořením přibližně 10 nepoužitelných transkriptů, které jsou blokovány před opuštěním komplexu proteinem.

Jakmile je tento protein uvolněn, enzym pokračuje v transkripci. Někdy existují rozdíly v tom, jak silně se RNA polymeráza a proteiny váží na DNA; síla této vazby může souviset se statistickou pravděpodobností, že určitá báze bude v daném místě. Jak blízko se báze shodují s touto konsenzuální sekvencí, často určuje, jak silná bude vazba.

Prokaryotická transkripce RNA obvykle nastává při přibližně 40 nukleotidech každou sekundu. Některé proteiny mohou změnit rychlost, s jakou k tomu dochází, a rychlost kopírování určitých sekvencí se může také lišit. Regulatorní geny často mění, jak jsou sekvence exprimovány v závislosti na tom, co buňka potřebuje. Prokaryotická transkripce může být ukončena buď tehdy, když sekvence v RNA způsobí separaci molekulárního komplexu a DNA, nebo když se specifický protein váže na enzym RNA polymerázy a cestuje k němu.