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リボ核酸、またはRNAは、細胞の生活の中でいくつかの重要な役割を果たしています。それはメッセンジャーとして働き、デオキシリボ核酸またはDNAから細胞のタンパク質合成機構に遺伝コードを中継します。リボソームRNAはタンパク質と結合して、細胞のタンパク質工場であるリボソームを形成します。リボソームがメッセンジャーRNAを翻訳する際、RNAをトランスファーして成長中のタンパク質鎖にアミノ酸をシャトルします。 RNAの他の形態は、細胞活性の制御に役立ちます。酵素RNAポリメラーゼ、またはRNAPは、いくつかの形式があり、DNAの転写中にRNA鎖を伸長させる役割を果たします。
RNAポリメラーゼの構造
真核細胞、つまり組織化された核を持つ細胞では、異なるRNAPタイプはIからVとラベル付けされています。それぞれがわずかに異なる構造を持ち、それぞれが異なるRNAセットを作成します。たとえば、RNAP IIはメッセンジャーRNAまたはmRNAの作成を担当します。原核細胞（組織化された核を持たない）には、1種類のRNAPがあります。この酵素は、転写中にさまざまな機能を果たすいくつかのタンパク質サブユニットで構成されています。マグネシウム原子を含む活性部位は、RNAが伸長する酵素内の位置です。活性部位は、成長中のRNA鎖に糖リン酸基を追加し、塩基対合規則に従ってヌクレオチド塩基を結合します。
ベースペアリング
DNAは、糖とリン酸の交互のユニットで構成される骨格を持つ長い分子です。 4つのヌクレオチド塩基の1つ（窒素を含む単環または二重環の分子）は、各糖ユニットから垂れ下がっています。 4つのDNA塩基には、A、T、C、およびGというラベルが付いています。DNA分子に沿った塩基対の配列は、細胞によって合成されたタンパク質のアミノ酸配列を決定します。通常、DNAは二重らせんとして存在し、2本の鎖の塩基が塩基ペアリングルールに従って互いに結合します。AおよびT塩基は1組のペアを形成し、CおよびGはもう1組を形成します。 RNAは関連する一本鎖分子であり、RNAのTのU塩基の置換を除き、DNA転写中に同じ塩基対形成規則を観察します。
転写開始
タンパク質開始因子は、転写を開始する前にRNAポリメラーゼの分子と複合体を形成する必要があります。これらの因子により、酵素はDNA鎖上のプロモーター領域（異なる転写ユニットの結合点）に結合できます。転写ユニットは、1つまたは複数の遺伝子の配列であり、DNA鎖のタンパク質を特定する部分です。 RNAポリメラーゼ複合体は、転写ユニットの開始時にDNA二重らせんの一部を解凍することにより、転写バブルを作成します。次に、酵素複合体は、一度に1塩基ずつDNAテンプレート鎖を読み取ってRNAの組み立てを開始します。
延長と終了
RNAポリメラーゼ複合体は、伸長が始まる前に多くの誤った開始を行う可能性があります。誤った開始では、酵素は約10塩基を転写し、プロセスを中止して再起動します。伸長は、RNAPがDNAプロモーター領域にアンカーする開始タンパク質因子を放出したときにのみ開始できます。伸長が進行すると、酵素は伸長因子を取り込んで、転写バブルがDNA鎖を下るのを助けます。移動するRNAP分子は、糖リン酸ユニットとDNAテンプレートの塩基を補完するヌクレオチド塩基を追加することにより、新しいRNA鎖を伸長します。 RNAPが誤対合した塩基を発見すると、誤ったRNAセグメントを切断して再合成できます。酵素がDNAテンプレートの停止シーケンスを読み取ると、転写が終了します。終了時に、RNAP酵素はRNA転写産物、タンパク質因子、およびDNAテンプレートを放出します。