مرحله طویل شدن: ادامه ساخت رنا توسط رنابسپاراز

مرحله طویل شدن: ساخت زنجیره‌ی رنا توسط آنزیم رنابسپاراز

رنابسپاراز: کارگر ساختمانی سلول

برای درک مرحله‌ی طویل شدن، ابتدا باید با بازیگر اصلی آن، یعنی آنزیم رنابسپاراز آشنا شویم. این آنزیم مانند یک کارگر ساختمانی بسیار دقیق است که دستورالعمل ساخت یک مولکول مهم به نام رنا را از روی طرح اصلی یعنی دی‌ان‌ای می‌خواند و آن را می‌سازد. رنابسپاراز در طول مولکول دی‌ان‌ای حرکت می‌کند و با باز کردن مارپیچ دوگانه‌ی آن، دسترسی به نوکلئوتیدهای الگو را فراهم می‌سازد.

نوکلئوتیدها: آجرهای سازنده‌ی رنا

مولکول رنا از واحدهای کوچکی به نام نوکلئوتید ساخته می‌شود. در مرحله‌ی طویل شدن، رنابسپاراز این نوکلئوتیدهای آزاد را که در اطرافش شناور هستند، یکی یکی و بر اساس قاعده‌ی جفت شدن بازها^۷، به نوکلئوتیدهای الگو متصل می‌کند. چهار نوع نوکلئوتید در رنا وجود دارد: آدنین (A)، سیتوزین (C)، گوانین (G) و اوراسیل (U).

گام‌به‌گام در مسیر طویل شدن

پس از آغاز رونویسی، مرحله‌ی طویل شدن شروع می‌شود. این فرآیند را می‌توان به چند گام ساده تقسیم کرد:

گام اول: رنابسپاراز به دی‌ان‌ای متصل شده و بخش کوچکی از آن را باز می‌کند. این ناحیه‌ی باز شده "حباب رونویسی"^۸ نام دارد.

گام دوم: رنابسپاراز در طول رشته‌ی الگوی دی‌ان‌ای شروع به حرکت می‌کند. این حرکت همیشه در جهت $3' \rightarrow 5'$ روی رشته‌ی الگو انجام می‌شود.

گام سوم: برای هر نوکلئوتیدی که روی رشته‌ی الگو می‌خواند، نوکلئوتید مکمل را از میان نوکلئوتیدهای آزاد انتخاب کرده و به انتهای در حال رشد رشته‌ی رنا اضافه می‌کند. رشته‌ی رنا در جهت $5' \rightarrow 3'$ ساخته می‌شود.

گام چهارم: با اضافه شدن هر نوکلئوتید جدید، رنابسپاراز به آرامی به سمت جلو حرکت می‌کند و بخش‌های جدیدی از دی‌ان‌ای را باز کرده و پشت سر خود دی‌ان‌ای را دوباره به صورت مارپیچ دوگانه می‌بندد.

یک مثال عینی از خط مونتاژ ژن

فرض کنید یک ژن داریم که دستور ساخت بخشی از یک پروتئین را می‌دهد. توالی رشته‌ی الگوی دی‌ان‌ای آن به این صورت است: $3'-ATGCCG-5'$. رنابسپاراز این توالی را می‌خواند و بر اساس قاعده‌ی جفت شدن بازها، نوکلئوتیدهای مناسب را برای ساخت رنا کنار هم قرار می‌دهد. نتیجه یک رشته‌ی رنا با توالی $5'-UACGGC-3'$ خواهد بود. این رنا (که یک رنای پیک^۹ است) سپس سلول را ترک می‌کند تا به یک ریبوزوم^۱۰ برسد و در آنجا برای ساخت پروتئین مورد استفاده قرار گیرد. این فرآیند شبیه به یک خط مونتاژ در یک کارخانه است که در آن یک محصول نهایی (رنا) از روی یک نقشه (دی‌ان‌ای) و با استفاده از ماشین‌آلات (رنابسپاراز) و قطعات (نوکلئوتیدها) ساخته می‌شود.

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

^۱ رنا (RNA): ریبونوکلئیک اسید (Ribonucleic Acid). مولکولی که اطلاعات ژنتیکی را از دی‌ان‌ای حمل کرده و در ساخت پروتئین نقش دارد.

^۲ رنابسپاراز (RNA Polymerase): آنزیمی که فرآیند رونویسی را با ساخت رنا از روی الگوی دی‌ان‌ای کاتالیز می‌کند.

^۳ رنا (RNA): معادل انگلیسی در پاورقی ۱ ذکر شد.

^۴ نوکلئوتید (Nucleotide): واحدهای سازنده‌ی اسیدهای نوکلئیک مانند دی‌ان‌ای و رنا.

^۵ الگو (Template): رشته‌ای از دی‌ان‌ای که توالی آن در طی رونویسی کپی می‌شود.

^۶ بیان ژن (Gene Expression): فرآیندی که در آن اطلاعات یک ژن برای تولید یک محصول عملکردی مانند پروتئین استفاده می‌شود.

^۷ قاعده جفت شدن بازها (Base Pairing Rule): قانونی که جفت شدن بازهای نوکلئوتیدی مکمل را در اسیدهای نوکلئیک تعریف می‌کند.

^۸ حباب رونویسی (Transcription Bubble): ناحیه‌ی موقتی که در آن دو رشته‌ی دی‌ان‌ای از هم جدا شده‌اند تا رونویسی صورت پذیرد.

^۹ رنای پیک (mRNA - Messenger RNA): نوعی از رنا که توالی رمزکننده‌ی پروتئین را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم منتقل می‌کند.

^۱۰ ریبوزوم (Ribosome): اندامک سلولی که سنتز پروتئین را بر عهده دارد.