РНК-полимераза субъединица, структура

По аминокислотной последовательности субъединицы РНК-полимераз далеких видов бактерий существенно различаются, но по пространственной структуре, по-видимому, весьма сходны, так как в пробирке удается собирать активные гибридные молекулы, часть субъединиц которых взяты от одного вида бактерий, а часть— от другого. [c.136]

Минимальный эффективный размер оператора, с которым может связаться молекула La -репрессора, составляет 17 пар оснований (выделены жирным шрифтом). В каждый данный момент времени с оператором связаны две субъединицы репрессора. Внутри последовательности в 17 пар оснований по крайней мере одно основание каждой пары принимает участие в узнавании и связывании репрессора. Связывание происходит в основном в большой бороздке ДНК без нарушения нормальной двухспиральной структуры области оператора. Участок молекулы репрессора, включающий первые 52 аминокислотных остатка, связывается с ДНК, не проявляя, судя по всему, специфичности к какой-то определенной последовательности. Другая область репрессора (остатки с 53 по 58) строго специфично связывается с 17-звенным фрагментом операторной области протяженностью 6—7 нм. Аминокислотные остатки в положении 74—75 особенно важны для связывания индуктора с молекулой репрессора. Операторный локус находится между промотором, к которому перед началом транскрипции присоединяется ДНК-зависимая РНК-полимераза, и началом гена Z— структурного гена 3-галактозидазы (рис. 41.3). Присоединившись к оператору, репрессор препятствует транскрипции операторного локуса и дистальных структурных генов Z, Y vi А. Таким образом, репрессор является негативным регулятором в его присутствии подавляется экспрессия Z, У и Л-генов. Обычно на клетку приходится 20—40 тетрамерных молекул репрессора и 1—2 операторных локуса. [c.113]

Многие белки, выделенные из клетки, состоят из нескольких субъединиц, нековалентно связанных между собой. По своему составу, сложности и организации субъединицы могут сильно различаться. В простейшем случае белок состоит только из двух тождественных субъединиц. Эти субъединицы имеют одинаковую первичную и третичную структуру, а в рамках четвертичной структуры связаны между собой осью вращательной симметрии. В качестве примера можно привести алкогольдегидрогеназу из печени, третичная структура которой уже обсуждалась. Белки, состоящие из различных субъединиц, организованы несколько сложнее. Например, укажем на гемоглобин (oj/Sj) и РНК-полимеразу из Е.соИ Известны белки с еще более сложной субъединичной организацией. Неко- [c.122]

Когда вы показываете эти результаты вашей руководительнице, она остается очень довольна и говорит вам, что эти эксперименты позволяют определить, какой из трех возможных механизмов репрессии на расстоянии действует в этом случае 1) изменение в структуре ДНК распространяется от сайта репрессии на область транскрипции, и в результате промотор плохо связывает РНК-полимеразу 2) белок в сайте репрессии связывается кооперативно (образуя олигомеры), при этом дополнительные субъединицы белка продолжают присоединяться до тех пор, пока растущая цепь из субъединиц не закроет промотор, блокируя транскрипцию 3) ДНК образует петлю таким образом, что белок, связавшийся с отдаленным сайтом репрессии, будет взаимодействовать с белками (или с ДНК) в точке начала транскрипции. [c.167]

Реакция альтерации катализируется ADP-рибозил-трансферазой, находящейся в головке фага Т4 этот фермент проникает в бактерию вместе с фаговой ДНК. ADP-рибозилированию подвергаются специфические аргининовые остатки молекулы полимеразы (имеющей структуру a2u) в а- и а-субъединицах и в меньшей степени в, - и -субъединицах. Стабильность образующихся соединений предполагает, что между ADP-рибозильной группой и гуанидиновой группой аргинина образуется N-гликозидная связь. Реакция альтера- [c.130]

ДНК-зависимые РНК-полимеразы. РНК-полимеразы подразделяются на две группы. К первой группе относятся ферменты, состоящие только из одной субъединицы, среди них -РНК-полимеразы митохондрий и небольших бактериофагов, например SP6 и Т7. Эти РНК-полимеразы транскрибируют небольшое число генов простых геномов и для их функционирования не требуется сложных регуляторных воздействий. Вторую группу составляют сложно устроенные РНК-полимеразы бактерий и эукариот, которые представляют собой многосубъеди-ничные белковые комплексы, транскрибирующие сотни и тысячи различных генов. Такие ферменты во время своего функционирования реагируют на многочисленные регуляторные сигналы, поступающие от регуляторных последовательностей нуклеотидов и белковых факторов. У живых организмов, начиная с бактерий, возникает потребность в РНК-полимеразах сложной структуры, способных осуществлять обширную программу реализации генетической информации. Вероятно, поэтому наблюдается иерархия в степени сложности строения указанных ферментов, которая достигает верхнего предела в случае РНК-полимераз эукариот. [c.30]

Продукты некоторых фаговых генов alt и mod) способствуют введению ADP-рибозильных остатков в а-субъединицы РНК-полимеразы. Физиологическое значение такой модификации в точности ие выяснено. На поздних стадиях инфекции наблюдается изменение полипептидного состава очищенных препаратов РНК-полимеразы исчезает а-субъединица (или ее содержание резко падает) и появляются вирус-специфические полипептиды, в частности продукты генов 55 (функциональный аналог а-субъединицы), 33, а также некоторые другие. Полагают, что именно такая измененная, содержащая вирус-специфические субъединицы РНК-полимераза способна узнавать поздние промоторы, структура которых отличается от структуры ранних промоторов как в районе —35 , так и в районе —10 . Но чтобы узнавание поздних промоторов было эффективным, ДНК-матрица должна находиться в компетентном состоянии. Молекулярная природа такого состояния не расшифрована, но ясно, что оно возникает при репликации фаговой ДНК. [c.297]

По контролю гены группируются в две четкие группы. Оперон является единицей транскрипции мРНК и может содержать один, два или несколько генов. Все они контролируются единственным промотором и выражаются в образовании единственной молекулы мРНК- Такие группы генов часто связаны с образованием продуктов, используемых для близко родственных биохимических задач. Например, десять белков, ответственных за биосинтез гистидина, сгруппированы в его оперон. В свою очередь, опероны могут быть объединены в кластеры. Кластер str-sp имеет дело примерно с 60 белками, которые все включаются в структуру рибосомы, а также с одной субъединицей РНК-полимеразы. Поскольку в настоящее время мало что известно о функции кластеров, изучение [c.203]

Основным ферментом, катализирующим биосинтез новообразованной ДНК (точнее, стадию элонгации репликации ДНК), является ДНК-поли-мераза 1П, представляющая собой мультимерный комплекс собственно ДНК-полимеразы (мол. масса около 900000) и ряда других белков. ДНК-полимераза И1 из Е. соИ состоит минимум из 10 субъединиц. Одна из них - -субъединица получена в кристаллическом виде, и выяснена ее третичная структура. Имеются доказательства, что в димерной форме [c.479]

К настоящему времени у эукариот, как и у бактерий (см. ранее), открыто несколько ДНК-полимераз. В репликации ДНК эукариот участвуют два главных типа полимераз — а и б. Показано, что ДНК-полимераза а состоит из 4 субъединиц и является идентичной по структуре и свойствам во всех клетках млекопитающих, причем одна из субъединиц оказалась наделенной праймазной активностью. Самая крупная субъединица ДНК-полимеразы а (мол. масса 180000) катализирует реакцию полимеризации, преимущественно синтез отстающей цепи ДНК, являясь составной частью праймасомы. ДНК-полимераза б состоит из 2 субъединиц и преимущественно катализирует синтез ведущей цепи ДНК (см. далее). Открыта также ДНК-полимераза г, которая в ряде случаев заменяет б-фермент, в частности при репарации ДНК (исправление нарушений ДНК, вызванных ошибками репликации или повреждающими агентами). Следует отметить, что в эукариотических клетках открыты два белковых фактора репликации, обозначаемых RFA и RF . Фактор репликации А выполняет функцию белка—связывание одноцепочечной ДНК (наподобие белковых факторов связывания разъединенных цепей ДНК при [c.480]

РНК-полимераза Е. oli изучена наиболее подробно. Это олигомерный фермент, состоящий из двух одинаковых а-субъединиц (мол. масса 36000), двух разных ( j и Р,)-субъединиц (мол. масса соответственно 151000 и 155000), (D-субъединицы (мол. масса 11000) и а-субъединицы общая мол. масса фермента около 390000. Считают, что функция а-субъединицы (а-фактор)—узнавание определенного участка на матрице ДНК, названного промотором, к которому присоединяется РНК-полимераза. В результате образуется так называемый открытый комплекс фермента с ДНК двухцепочечная структура ДНК раскрывается ( плавится ). Далее на одной из нитей ДНК, как на матрице, синтезируется мРНК синтез заканчивается в определенной точке в конце гена или прерывается под действием особых белков. Другим субъединицам фермента приписывают функцию инициации биосинтеза РНК (а-субъединицам) и основную каталитическую функцию (связывание субстратов и элонгация синтеза) — -субъединицам. Кроме того, открыт ряд белков, принимающих участие в механизме синтеза РНК в клетке. В частности, исследуется природа репрессорных белков и белка-терминатора (р-фактора). Последний обладает способностью обратимо связываться с терминирующими участками ДНК (так называемые стоп-сигналы транскрипции), выключая действие РНК-иолимеразы. При отсутствии этого белка образуются исключительно длинные цепи РНК. [c.489]

Многосубъединичная структура, свойственная прокариотическим и в еще большей мере эукариотическим РНК- юлимеразам, не является обязательным условием для осуществления процесса транскрипции. Известны эффективно работающие РНК-полимеразы, состоящие из одной субъединицы. Такие РНК-полимеразы образуются в клетках бактерий, инфицированных некоторыми вирусами. Из них наиболее изучена РНК-полимераза бактериофага Т7, которая возникает в клетках Е.соН, зараженных фагом, и программа, для синтеза которой содержится в ДНК фага ТТ. [c.184]

Рибосомы, как и РНК-полимеразы, являются точками приложения действия ряда антибиотиков, в том числе таких широко используемых в медицинской практике как стрептомицин, хлорамфеникол и тетрациклин, структуры которых приведены в 2.5, Бактерицидное действие первых двух связано с их способностью специфично взаимодействовать только с прокариотическими рибосомами. Стрептомицин связывается с малой субъединицей, хлорамфеникол - с большой субъединицей вблизи пептидилтрансферазного центра рибосомы, подавляя тем самым биосинтез белков у бактерий и- не затрагивая биосинтез зараженного человека или животного. Тетрациклин обладает способностью взаимодействовать с малыми субъединицами в А-участках как прокариотических, так и эукариотических рибосом. Этим он препятствует отбору аминоацил-тРНК в А-участке и блокирует белковый синтез. Однако клеточные мембраны животных для него непроницаемы, и при введении его в живой организм избирательно подавляется именно биосинтез у бактерий. [c.193]

Белки, имеющие четвертичную структуру, часто называют олигомерными. Различают гомомерные и гетеромерные белки. К гомомерным относятся белки, у которых все субъединицы имеют одинаковое строение. В качестве примера можно привести белок каталазу, состоящую из четырех абсолютно равноценных субъединиц. У гетеромерных белков отдельные субъединицы не только отличаются по строению, но и могут выполнять различные функции. Например, белок РНК-полимераза состоит из пяти субъединиц различного строения и с неодинаковыми функциями. [c.40]

Непосредственно синтез новой цепи ДНК осуществляется при помощи ДНК-полимераз. У прокариот найдено три типа этих ферментов, а именно ДНК-полимераза I, ДНК-полимераза II и ДНК-полимераза III. ДНК-полимераза I — протомер с молекулярной массой около 100 kDa. Фермент полифунк-ционален он обладает полимеразной и нуклеазной активностью. Принимает участие в процессах репарации ДНК. Роль ДНК-полимеразы П пока не совсем ясна, известно, однако, что мутации генов, ее кодирующих, не сказываются на жизнеспособности клеток. Из этих ферментов ДНК-полимераза П1 оказалась наиболее функционально значимой именно этот фермент катализирует наращивание полинуклеотидной цепи ДНК. Он является олигомером и состоит из семи неравнозначных субъединиц, одна из которых обладает наибольшей полимеразной активностью. Оказалось, однако, что ДНК-полимераза III не может самостоятельно присоединяться к цепи ДНК и инициировать образование новой цепи, поэтому синтез должен быть инициирован какой-то другой структурой. Такой структурой является фрагмент РНК, который синтезируется в сайте инициации и к которому присоединяется ДНК-полимераза. Этот фрагмент называется праймером, а РНК-полимераза, катализирующая его образование, — праймазой. [c.451]

ПИ. Структура холофермента этой полимеразы обозначается так ajpp a. Первый этап транскрипции-это присоединение холофермента к особому участку ДНК, называемому промотором, который представляет собой короткую последовательность, узнаваемую РНК-полимеразой. Разные промоторы несколько отличаются друг от друга по последовательности, что и определяет, вероятно, эффективность транскрипции разных генов. Как только РНК-полиме-раза заняла правильное положение в про-моторном участке и образовала несколько фосфодиэфирных связей, субъединица и отделяется от холофермента. Оставшийся кор-фермент (от англ. ore - сердцевина) продолжает шаг за шагом удлинять молекулу РНК. Об окончании транскрибируемого гена (или генов) сигнализирует особая терминирующая последовательность в матрице ДНК. Для прекращения транскрипции и отделения РНК-полимеразы от ДНК необходим еще один специфический белок, обозначаемый р. Таким образом, синтез РНК включает три этана инициацию, элонгацию и терминацию (рис. 28-17). [c.913]

В пользу подобного механизма свидетельствует выделение комплексов ДНК — РНК-полимераза — РНК, а также данные о структуре РНК-полимеразы Так, показано, что РНК-полимераза из Е. oli представляет собой белковые частицы с мол. в. 8-10 . Эти частицы построены каждая примерно из 24 субъединиц, формирующихся в цилиндрические структуры, соединяющиеся друг с другом с образованием канала, через который, как предполагается, может проходить молекула ДНК-матрицы. [c.444]

Недавно было обнаружено, что молекулы РНК-полимеразы узнают стартовые точки с помощью специального белкового компонента. В течение нескольких лет после открытия РНК-полимеразы не удавалось получить препарата РНК-полимеразы с высокой степенью чистоты. Наконец в 1968 г. удалось получить такие препараты РНК-полимеразы Е. oli, что дало возможность исследовать структуру фермента. Эти исследования показали, что молекула РНК-полимеразы состоит из трех разных типов полипептидных субъединиц а, Р но. Частичный агрегат а-и Р-полипептидов отвечает за рост цепи РНК, тогда как наличие в агрегате ff-полипептида необходимо только для инициации транскрипции на интактных двухспиральных ДНК-матрицах. [c.404]

После того как РНК-полимераза начала рост цепи РНК, о-субъеди-ница высвобождается из ферментного комплекса и рост цепи РНК продолжается в ее отсутствие. В настоящее время кажется вероятным, что в РНК-полимеразе Е. oli имеется лищь по одному типу а- и Р-субъединиц, которые вместе служат не только для транскрипции всех бактериальных генов, но и для транскрипции любой фаговой ДНК, которая может заразить эту бактерию. Однако представляется столь же вероятным, что в клетках Е. ali существует несколько разных типов ff-субъединиц, каждый из которых способен узнавать уникальную структуру разных стартовых точек, придавая, таким образом, индивидуальным молекулам РНК-полимеразы определенную степень дифференциации их специфичности в отношении инициации . В настоящее время кажется еще более [c.404]

Молекулярные основы взаимодействия между промотором и РНК-полимеразой пока что не выяснены. Однако, как отмечалось в гл. XVI, можно думать, что в ходе присоединения фермент должен узнавать какие то специфические особенности структуры двойной спирали ДНК и что из трех разных субъединиц, входящих в молекулу фермента, в процессе узнавания участвует, по-видимому, 0-субъединица. Таким образом, нынешние представления о количественном контроле гетерокаталитической функции заключаются в том, что транскрипция каждого гена зависит от го гена-промотора. Последовательность оснований в промоторе определяет, с какой частотой молекулы РНК-полимеразы будут к нему присоединяться, и, следовательно, задает максимальную скорость, с которой может происходить транскрипция данного гена. Для некоторых генов, таких, как /ас1, эта максимальная скорость всегда равна действительной скорости транскрипции. Однако для других генов, таких, как la Z, Y, А, максимальная скорость транскрипции достигается только тогда, когда их ген-оператор находится в открытом, т. е. свободном от репрессора, состоянии. Закрытие оператора предотвращает либо присоединение молекул РНК-полимеразы к промотору, либо их дальнейшее продвижение вдоль ДНК-матрицы, что приводит к снижению скорости выражения соответствующих генов. [c.491]

Процесс образования копий РНК на ДНК при участии РНК-полимеразы более понятен, несмотря на то что этот фермент имеет более сложнз ю структуру. Мол. масса его около 500 000, и состоит он из пяти субъединиц из двух а-цепей с мол. массой 39 000, одной -цепи с мол. массой 155 000, одной -цепи с мол. массой 165 000 и одной а-цепи с мол. массой 95 ООО. Однако а-субъединица связана с ферментом слабо и не является необходимой для каталитической активности. Ее функция состоит в распознавании стартовой точки для начала транскрипции цепи ДНК- В отсутствие о-цепи полимераза as (известная как кор-фермент) начинает синтез РНК беспорядочно от многих точек вдоль обеих цепей ДНК- Фактор а определяет положение точек (возможно, он узнает какой-то стартовый сигнал в последовагельности ДНК), с которых должен начинаться синтез соответствующей мРНК, кодирующей последовательность аминокислот фермента, и благодаря этому фактору РНК-полимераза начинает транскрипцию только с этих точек. Было высказано предположение о существовании нескольких о-факторов, распознающих разные стартовые точки, но этот вопрос пока остается открытым. [c.19]

ДНК-полимераза гена 43 обладает обычной 5 —З -синтетической активностью, связанной с 3 —З -экзонуклеазной корректирующей активностью (гл. 32.) Оставшиеся три белка отнесены к полимеразным вспомогательным белкам . Продукт гена 45 является димером. Продукты генов 44 и 62 образуют прочный комплекс, который характеризуется АТРазной активностью и тем, что он увеличивает скорость движения ДНК-полимеразы в 3 раза, от 250 до примерно 800 нуклеотидов/с последнее значение близко к скорости движения ДНК-полимеразы in vivo ( 1000 нуклеотидов/с). Увеличение в скорости не зависит от того, используется одно- или двухцепочечная матрица. В тех случаях, когда ДНК-полимераза фага Т4 работает на одноцепочечной матрице ДНК, скорость ее движения непостоянна. Фермент быстро передвигается в пределах одноцепочечных областей, однако при прохождении через области, имеющие вторичную структуру, образуемую спарившимися внутри цепи основаниями, движение его замедляется. Прохождению ДНК-полимеразы через такие участки способствуют вспомогательные белки. Их роль заключается в увеличении скорости репликации в трудных областях и, следовательно, в поддержании равномерности движения ДНК-полимеразы. Присутствие белков увеличивает сродство ДНК-полимеразы с ДНК, а также ее способность удерживаться на матричной молекуле без диссоциации. Возможно, что белки действуют как зажим , удерживая ДНК-полимеразную субъединицу на матрице более прочно. Для такого эффекта необходимо совместное действие всех трех белков. Подобный тип взаимоотношений оставляет открытым вопрос о том, что является компонентом ДНК-полимеразы, а что-вспомогательным фактором. [c.428]

В клетках бактерий имеется только один тип РНК-полимеразы, осуществляющий матричный синтез всех видов РНК. Это крупный белок с молекулярной массой около 500 ООО Д, имеющий сложную субъединичную структуру. Его ядро ( ore), которое также называют минимальным ферментом, построено из четырех полипептидов двух идентичных а-субъединиц, р- и р -субъеди-ниц. Полная РНК-полимераза содержит еще одну субъединицу, которую называют о (сигма)-фактором. [c.21]

Лучше всего изучена РНК-полимераза Е. соИ. Большой вклад в расшифровку субъединичной структуры этого фермента внесла группа советских исследователей под руководством Р. Б. Хесина. РНК-полимераза Е. oli состоит из четырех субъединиц двух одинаковых —а, которые объединены в молекуле так называемого минимального фермента еще с двумя различными субъединицами и . Такой минимальный фермент (2a ) молекулярной массой 480 ООО Д осуществляет транскрипцию, но не способен узнавать на ДНК специфические стартовые позиции начала этого процесса. Для узнавания стартовых участков, или промоторов, к минимальному ферменту должна присоединяться еще одна субъединица — а (сигма) - фактор. [c.382]

Если структура репрессора нам известна хотя бы частично, го о структуре РНК-полимеразы мы не знаем практически ничего. Идея о том, что репрессор действует как активатор транскрипции благодаря белок-белковым контактам,-лишь первый шаг в интерпретации всего механизма. Все ли белки Е. соИ, активирующие полимеразу, связываются с одним и тем же ее участком Каким образом эти контакты помогают полимеразе связаться с ДНК и начать транскрипцию Эти вопросы привлекают широкий интерес, поскольку недавно было обнаружено, что аминокислотные последовательности двух субъединиц РНК-полимеразы Е. oli в значительной степени гомологичны последовательностям субъединиц эукариотических РНК-полимераз [11]. [c.129]

Таблица 1.2 Сигма-субъединицы РНК-полимеразы Е. oli и структура распознаваемых ими промоторов

При описании структуры молекулы РНК-полимеразы (см. рис. 36) используется пестрая смесь терминов, заимствованных из анатомии и техники. Чаще всего встречается сравнение с клешнями краба. Одна из клешней (или челюстей), которая на исходном рисунке была помещена наверху и названа крышей, образована в основном (3-субъединицей, а другая - (3 -субъединицей. Между клешнями располагается канал, средняя ширина которого составляет 27 ангстрем. Наличие канала, в котором может поместиться двуни-тевая ДНК, было обнаружено ранее при изучении структур РНК-полимера-зы низкого разрешения (12-25 ангстрем). Совершенно неожиданно оказалось, что в этом канале имеется мостик, образованный центральной частью эволюционно консервативного района Р(3 -субъединицы, имеющий спиральную структуру. Этот так называемый (З -Р-мостик пересекает канал примерно посередине, связывая верхнюю клешню с нижней. К (З -Р-мостику прилегает петля, образованная консервативным районом С(3 -субъединицы. Вместе они образуют стенку, которая разделяет канал на главный и малый каналы. Малый канал имеет диаметр около 12 ангстрем и следовательно слишком узок для того, чтобы пропускать двунитевую ДНК. Каталитический ион магния располагается при входе в малый канал. [c.115]

Рассмотрение структуры показывает, что эволюционно консервативные участки р- и Р -субъединиц пространственно сближены, образуя сердцевину минимальной РНК-полимеразы в виде сферы диаметром 80 ангстрем с центром в районе каталитического магния. Этот результат согласуется с нашими данными по расщеплению РНК-полимеразы свободными радикалами, испускаемыми ионами железа, введенными в РНК-полимеразу вместо каталитического иона магния (Mustaev et al., 1997). [c.115]

Связывается с ДНК, внедряясь между основаниями, генерирует активные формы кислорода, вызывая разрывы в структуре макромолекулы Связывается с РНК-полимеразой бактерий, ингибирует начало синтеза РНК Алкилирует молекулу ДНК и повреждает ее структуру Связывается с 508ч убъединицей рибосомы и предотвращает транслокацию Останавливает клетки в бг-фазе и препятствует митозу Вызывает хромосомные разрывы и фрагментацию ДНК Присоединяется к 308-субъединице рибосомы и ингибирует связывание аа-тРНК в А-центре [c.80]

Смотреть страницы где упоминается термин РНК-полимераза субъединица, структура: [c.53] [c.297] [c.248] [c.236] [c.53] [c.479] [c.102] [c.81] [c.121] [c.474] [c.145] [c.85] [c.85] [c.121] [c.67] [c.118] [c.119] [c.134] [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология