Ученые показали роль РНК-полимеразы в транскрипции генов
Транскрипция — первый этап экспрессии генов, при котором РНК-полимераза (RNAP) создает РНК-копию последовательности ДНК. Хотя основные этапы этого процесса известны давно, его детальные молекулярные механизмы стали изучать недавно.
В исследовании, опубликованном 1 июля 2010 года в Proceedings of the National Academy of Sciences, биофизики из Университета Мэриленда Девараджан (Дэйв) Тирумалай и Цзе Чен вместе с коллегой из Университета Рокфеллера Сетом Дарстом выяснили, как инициируется транскрипция и какую роль в этом играет РНК-полимераза. Поскольку структура и функция мультисубъединичной РНК-полимеразы универсально консервативны у всех организмов — от бактерий до человека, — понимание механизмов бактериальной транскрипции важно для расшифровки роли генетики в заболеваниях.
"Ранее точная роль РНК-полимеразы в инициации транскрипции была неизвестна, — объясняет профессор Дэйв Тирумалай. — Мы показали, что она играет важную роль в формировании транскрипционного пузыря и в процессе изгибания ДНК для облегчения входа ДНК в активный сайт".
Их компьютерная симуляция фазы инициации транскрипции у бактериальной РНК-полимеразы выявила трехэтапный процесс:
- Связывание РНК-полимеразы с промоторными участками ДНК.
- Расплетение двойной спирали ДНК с образованием открытого "пузыря", что дает полимеразе доступ к последовательности для начала транскрипции.
- Изгибание молекулы ДНК для снятия напряжения, вызванного раскрытием.
Доктор Цзе Чен смоделировал формирование транскрипционного пузыря с помощью компьютерной модели, основанной на броуновской динамике. Симуляция не только подтвердила экспериментальные наблюдения, но и установила четкую активную роль РНК-полимеразы в этом процессе.
Исследовательская группа профессора Тирумалая продолжает изучать РНК-полимеразу, перейдя ко второй фазе транскрипции у бактерий, а также к моделированию транскрипции у человека.