Sisu
Ribonukleiinhape ehk RNA mängib raku elus mitmeid olulisi rolle. See toimib sõnumitoojana, vahendades geneetilist koodi desoksüribonukleiinhappest ehk DNA-st raku valke sünteesivasse masinasse. Ribosomaalne RNA ühineb valkudega, moodustades ribosoome, raku valguvabrikuid. RNA ülekandmine suunab aminohapped kasvavatesse valguahelatesse, kuna ribosoomid transleerivad Messenger RNA-d. Muud RNA vormid aitavad raku aktiivsust kontrollida. Ensüüm RNA polümeraas ehk RNAP, millel on mitu vormi, vastutab RNA ahela pikenemise eest DNA transkriptsiooni ajal.
RNA polümeraasi struktuur
Eukarüootsetes rakkudes - st organiseeritud tuumadega rakkudes - tähistatakse erinevad RNAP tüübid I kuni V-ga. Igal on pisut erinev struktuur ja igaüks neist moodustab erineva RNA-de komplekti. Näiteks RNAP II vastutab Messenger RNA või mRNA loomise eest. Prokarüootsetel rakkudel (millel pole organiseeritud tuuma) on ühte tüüpi RNAP. Ensüüm koosneb mitmest valgu alaühikust, mis täidavad transkriptsiooni ajal mitmesuguseid funktsioone. Magneesiumi aatomit sisaldav aktiivne koht on ensüümi koht, kus RNA pikeneb. Aktiivne sait lisab kasvavale RNA ahelale suhkru-fosfaatrühmi ja seob nukleotiidide alused vastavalt aluste sidumise reeglitele.
Aluste sidumine
DNA on pikk molekul, mille selgroog koosneb vahelduvatest suhkru ja fosfaadi ühikutest. Iga suhkruühiku küljes ripub üks neljast nukleotiidi alusest - lämmastikku sisaldavad ühe- või kahekordse rõngaga molekulid. Neli DNA alust on märgistatud A, T, C ja G. Alusepaaride järjestus piki DNA molekuli dikteerib raku sünteesitud valkude aminohapete järjestuse. DNA eksisteerib tavaliselt kahekordse spiraalina, milles kahe ahela alused seostuvad üksteisega vastavalt aluse eraldamise reeglitele: A ja T alused moodustavad ühe paarikomplekti, samal ajal kui C ja G moodustavad teise komplekti. RNA on seotud üheahelaline molekul, mis jälgib DNA transkriptsiooni ajal samu aluse sidumise reegleid, välja arvatud T-aluse U asendamine RNA-ga.
Transkriptsiooni algatamine
Enne transkriptsiooni algust peavad valgu initsiatsioonifaktorid moodustama kompleksi RNA polümeraasi molekuliga. Need tegurid võimaldavad ensüümil seostuda DNA ahela promootoripiirkondadega - erinevate transkriptsiooniüksuste kinnituspunktidega. Transkriptsiooniühikud on ühe või mitme geeni järjestused, mis on DNA ahela valku täpsustavad osad. RNA polümeraasi kompleks loob transkriptsioonimulli, lahti pakkides osa DNA topeltheeliksist transkriptsiooniüksuse alguses. Seejärel alustab ensüümikompleks RNA komplekteerimist, lugedes DNA matriitsi ahela ükshaaval korraga.
Pikendamine ja lõpetamine
RNA polümeraasi kompleks võib enne pikendamise algust teha palju valesid käivitusi. Vale alguse korral transkribeerib ensüüm umbes 10 alust, katkestab protsessi ja taaskäivitub. Pikendamine võib alata alles siis, kui RNAP vabastab initsieerivad valgufaktorid, kinnitades selle DNA promootori piirkonda. Kui pikendamine on toimunud, lisab ensüüm pikendustegurid, mis aitavad transkriptsioonimulli DNA ahelast allapoole viia. Liikuv RNAP-i molekul pikendab uut RNA-ahelat, lisades suhkru-fosfaadi ühikuid ja nukleotiidaluseid, mis täiendavad DNA matriitsi aluseid. Kui RNAP avastab valesti moodustunud aluse, võib see lõhkuda ja sünteesida errunud RNA segmendi. Transkriptsioon lõpeb, kui ensüüm loeb DNA matriitsil stoppjärjestuse. Lõpetamisel vabastab RNAP ensüüm RNA transkripti, valgufaktorid ja DNA matriitsi.