Izvorni kôd stranice RNK polimeraza

{{infokutija enzim
| Ime = DNK-usmjerena RNK-polimeraza
| EC_number = 2.7.7.6
| CAS_number = 9014-24-8
| IUBMB_EC_number = 2/7/7/6
| GO_code = 0034062
|slika = 5iy8.jpg
| width = 270
| caption = Heteromer ljudske TNK-polimeraze II
}}
[[Datoteka:RNA Polymerase.png|thumb|RNK- polimeraza (ljubičasta) odmotavajući dvostruku spiralu DNK koristi jedan lanac (tamnije narandžasta) kao predložak za stvaranje jednolančane [[informacijska RNK|informacijske RNK]] (zelena)]]
'''RNK-polimeraza''' (skraćeno '''RNKP''' ili '''RNKpol''' i službeno '''DNK usmjerena RNA-polimeraza''') – u  [[molekularna biologija|molekulskoj biologiji]] – je [[enzim]] koji sintetizira [[RNK]] prema matričnom polulancu  [[DNK]] .

Korištenjem enzima [[helikaza]], RNKP lokalno otvara dvolančanu DNK, tako da se jedan lanac izloženih [[nukleotid]]a može koristiti kao predložak za sintezu RNK, u procesu zvanom [[transkripcija (genetika)|transkripcija]]. [[Transkripcijski faktor]] i pridružena transkripcija [[kompleks medijatora|kompleksa medijatora]] moraju biti vezani za [[mesto vezanja DNK]] zvano [[regija promotora]], prije nego što RNKP može pokrenuti despiralizaciju DNK na tom položaju. RNKP ne samo da započinje transkripciju RNK, već i dovodi nukleotide u određeni položaj, olakšava vezanje i [[faktor izduživanja|izduživanje]], ima suštinske sposobnosti ispravki i zamjene, kao i sposobnost prepoznavanja završetka. Kod [[eukarioti|eukariota]] , RNKP može graditi lance dužine sve do 2,4 miliona [[nukleotid]]a.

RNKP proizvodi RNK koja je, funkcijski, ili za [[genetički kod|kodiranje]], proteinskog lanca  tj. [[informacijska RNK]] (iRNK); ili [[nekodirajuća DNK|nekodiranje]] (takozvani "RNK geni"). Postoje najmanje četiri funkcijska tipa RNK gena:
# [[transportna RNK]] (tRNK) – prenosi specifične [[aminokiseline]] na rastuće poli[[peptid]]ne lance na [[ribosom]]skom mjestu [[biosinteza proteina|sinteze proteina]],  tokom [[translacija (biologija)|translacije]];
# [[ribosomska RNK]] (rRNA) – ugrađuje se u ribosome;
# [[mikro-RNK]] (miRNK) – regulira aktivnost gena; i,
# [[ribozim|katalitska RNK]] ([[ribozim]]) – funkcionira kao enzimski aktivna molekula RNK.

[[RNK-polimeraza]]  bitna je za život i nalazi se u svim živim [[organizam (biologija)|organizmima]] i mnogim [[virus]]ima. Ovisno o organizmu, RNK-polimeraza može biti [[proteinski kompleks]] (multi-podjedinica RNKP) ili se sastojati samo od jedne podjedinice (RNKP, ssRNKP), od kojih svaka predstavlja neovisnu lozu. Prva se nalazi kod [[bakterija]], [[Archaea|arheja]] i [[eukarioti|eukariota]], dijeleći sličnu strukturu jedra i mehanizam.<ref name="pmid21233849"/> Potonji se nalazi u [[bakteriofag]]u, kao i u eukariotskim [[hloroplast]]ima i [[mitohondrija]]ma, a povezan je sa modernim [[DNK-polimeraza]]ma.<ref name = "pmid9419244"/> Eukariotski i arhejski RNKP-ovi imaju više podjedinica nego bakterijski i njima se drugačije kontrolira.

[[Bakterije]] i [[arheje]] imaju samo jednu RNK-polimerazu. Eukarioti imaju više tipova jedarnih RNKP-a, od kojih je svaki odgovoran za sintezu različitog podskupina RNK:
* [[RNK-polimeraza I]] sintetizira pre-rRNK 45 [[Svedberg|S]] (35S u [[kvasci]]ma), koja sazrijeva i formira glavne sekcije RNK ribosoma. 
* [[RNK-polimeraza II]] sintetizira prekursornu  iRNK i većinu [[sRNK]] i [[mikroRNK]].
* [[RNK-polimeraza III]] sintetizira tRNK, rRNK 5S i druge [[male RNK]] koji se nalaze u [[ćelijsko jedro|jedru]] i [[citosol]]u.
* [[RNK-polimeraza IV]] i [[RNK-polimeraza V|V]], pronađene u biljkama, manje su razumljive; one proizvode [[Mala interferirajuća RNK|siRNK]]. Pored ssRNAKP-a, hloroplasti također kodiraju i koriste RNKP, sličan  bakterijskom.

== Struktura ==
{{multiple image
|image1=Bacterial RNA-polymerase structure 1HQM.png
|caption1=Jezgro RNK-polimeraze ''T. aquaticus'' (PDB 1HQM).
|image2=Eukaryotic RNA-polymerase II structure 1WCM.png
|caption2=Jezgro RNK-polimeraze II kvasca (PDB 1WCM)
|footer=Homologne podjedinice, jednako su obojene:<ref name="pmid21233849">{{cite journal | vauthors = Werner F, Grohmann D | title = Evolution of multisubunit RNA polymerases in the three domains of life | journal = Nature Reviews. Microbiology | volume = 9 | issue = 2 | pages = 85–98 | date = februar 2011 | pmid = 21233849 | doi = 10.1038/nrmicro2507 }} See also Cramer 2002: {{cite journal | pmid = 11839495 | volume=12 | title=Multisubunit RNA polymerases | year=2002 | journal=Curr Opin Struct Biol | pages=89–97 | vauthors=Cramer P | issue=1 | doi=10.1016/s0959-440x(02)00294-4}}</ref><span style="color:orange">α1/RPB3 – orange</span>, <span style="color:gold">α2/RPB11 – yellow</span>, <span style="color:peru">β/RPB2 – wheat</span>, <span style="color:red">β'/RPB1 – red</span>, <span style="color:pink">ω/RPB6 – pink</span>.
}}
[[Nobelova nagrada za hemiju]] za 2006. godinu dodeljena je [[Roger D. Kornberg|Rogeru D. Kornbergu]] za stvaranje detaljnih molekularnih slika RNK-polimeraze tokom različitih faza procesa transkripcije.<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2006/index.html Nobel Prize in Chemistry 2006]</ref>

U većini [[prokarioti|prokariota]], jedan tip  RNK-polimeraze transkribira sve tipove RNK. RNK-polimeraza "jedra" ''[[Escherichia coli|E. coli]]'' sastoji se od pet podjedinica: dvije alfa (α) podjedinice od 36&nbsp;[[Dalton (jedinica)|kDa]], beta (β) podjedinica od 150&nbsp;kDa, beta podjedinica (β′) od 155&nbsp;kDa i mala omega (ω) podjedinica. Faktor sigma (σ) veže se za jedro, tvoreći holoenzim. Nakon započinjanja transkripcije, faktor se može odvezati i pustiti jedarni enzim da nastavi sa svojom aktivnošću.<ref>Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, et al. An Introduction to Genetic Analysis. 7th edition. New York: W. H. Freeman; 2000. Chapter 10.</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Finn RD, Orlova EV, Gowen B, Buck M, van Heel M | title = Escherichia coli RNA polymerase core and holoenzyme structures | journal = The EMBO Journal | volume = 19 | issue = 24 | pages = 6833–44 | date = decembar 2000 | pmid = 11118218 | pmc = 305883 | doi = 10.1093/emboj/19.24.6833 }}</ref> Jezgreni kompleks RNK-polimeraze tvori strukturu "rakova kandža" ili "stezna čeljust" sa unutrašnjim kanalom koji prolazi cijelom dužinom.<ref name="pmid10499798">{{cite journal | vauthors = Zhang G, Campbell EA, Minakhin L, Richter C, Severinov K, Darst SA | title = Crystal structure of Thermus aquaticus core RNA polymerase at 3.3 A resolution | journal = Cell | volume = 98 | issue = 6 | pages = 811–24 | date = septembar 1999 | pmid = 10499798 | doi = 10.1016/S0092-8674(00)81515-9}}</ref> RNK-polimeraze eukariota i [[archaea|arhea]] imaju sličnu strukturu jezgra i rade na sličan način, iako imaju mnogo dodatnih podjedinica.<ref name = "pmid19419240"/>

Svi RNAP-ovi sadrže metalni [[kofaktor (biohemija)|kofaktori]], posebno katione [[cink]]a i [[magnezij]]a, koji pomažu u procesu transkripcije.<ref>{{Cite book |title=Molecular biology of the cell |last=Alberts |first=Bruce | name-list-style = vanc |date=18. 11. 2014 |isbn=9780815344322 |edition=Sixth |location=New York, NY |oclc=887605755}}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Markov D, Naryshkina T, Mustaev A, Severinov K | title = A zinc-binding site in the largest subunit of DNA-dependent RNA polymerase is involved in enzyme assembly | journal = Genes & Development | volume = 13 | issue = 18 | pages = 2439–48 | date = septembar 1999 | pmid = 10500100 | pmc = 317019 | doi = 10.1101/gad.13.18.2439 }}</ref>

== Funkcija ==
[[Datoteka:Transcription label en.jpg|thumb| Elektronska [[micrografija]]  [[DNK|DNK-polulanaca]] ukrašenih stotinama molekula RNKP, premalih su da bi se razložile. Svaki RNKP transkribira [[RNK|RNA-lanac]], koji se može vidjeti kako se grana od DNK. ''Begin'' označava [[3' kraj]] DNK, gdje RNKP započinje transkripciju; ''End'' označava [[5 'kraj]], gdje su duže molekule RNK potpuno transkribirane.]]

Kontrola procesa transkripcije [[gen]]a utiče na obrasce [[ekspresija gena|ekspresije gena]] i, prema tome, omogućava [[ćelija (biologija)|ćelijama]] da se prilagode promenljivom okruženju, obavlja specijalizovane uloge u organizmu i održava osnovne metaboličke procese neophodne za preživljavanje. Stoga nije iznenađujuće da je aktivnost RNKP-a duga, složena i visoko regulirana. U bakteriji ''[[Escherichia coli]]'' identificirano je više od 100 [[faktor transkripcije|faktora transkripcije]], koji modificirauju aktivnost RNKP-a.<ref>{{cite journal | vauthors = Ishihama A | title = Functional modulation of Escherichia coli RNA polymerase | url = https://archive.org/details/sim_annual-review-of-microbiology_2000_54/page/499 | journal = Annual Review of Microbiology | volume = 54 | pages = 499–518 | year = 2000 | pmid = 11018136 | doi = 10.1146/annurev.micro.54.1.499 }}</ref>

RNKP može inicirati transkripciju na specifičnim sekvencama DNK, poznatim kao [[promotor (genetika)|promotori]] . Zatim proizvodi RNK-lanac, koji je [[Komplementarnost (molekularna biologija)|komplementarna]] kopija DNK-lanca. Proces dodavanja [[nukleotid]]a lancu RNK poznat je kao elongacija (izduživanje); u [[eukarioti]]ma RNKP može graditi lance sve dok 2,4 miliona [[nukleotid]]a (puna dužina [[distrofin]]skog  gena). RNKP će preferencijski prezentirati svoj RNK transkript na specifičnim sekvencama DNK,  kodiranim na kraju gena, koji su poznati kao [[Terminator (genetika)|terminatori]].

Proizvodi RNAP-a uključuju:
* [[Informacijska RNK|Informacijsku RNK]] (iRNK) – predložak za [[translacija (biologija)|sintezu proteina]] u [[ribosom]]ima. Tu su i
* [[Nekodirajuća RNK]] ili "RNK geni" – široka klasa gena koji kodiraju neprevedenu RNK u protein. Najistaknutiji primjeri RNK gena su [[transportna RNK]] (tRNK) i [[ribosomna RNK]] (rRNK), koji su uključeni u proces [[Translacija (genetika)|translacije]]. Međutim, od kasnih 1990-ih pronađeno je mnogo novih RNK-gena, pa stoga oni mogu imati mnogo značajniju ulogu nego što se ranije mislilo 
**[[Transportna RNK]] (tRNA) – prenosi specifične [[aminokiseline]] na rastuće [[peptid|polipeptidne]] lance na ribosomskom mjestu sinteze proteina tokom translacije;
** [[Ribosomska RNK]] (rRNK) – komponenta ribosoma;
** [[Mikro RNK]] – regulira  aktivnost gena;
** Katalitska RNK ([[ribozim]]) – enzimski aktivne molekule RNK.

RNAP postiže [[sinteza de novo|sintezu ''de novo'']]. To je u stanju učiniti jer specifične interakcije s inicirajućim nukleotidom čvrsto drže RNKP, olakšavajući hemijski napad na dolazni nukleotid. Takve specifične interakcije objašnjavaju zašto RNAP radije započinje transkripte s ATP-om (slijedi GTP, UTP, a zatim CTP). Za razliku od [[DNK polimeraze]], RNAP uključuje [[helikazu]] aktivnost, stoga nije potreban poseban enzim za odmotavanje DNK.

==Aktivnost==

=== Inicijacija ===
Vezanje RNK-polimeraze u bakterijama uključuje [[sigma faktor]] prepoznavanja promotorskog jezgra koje sadrži –35 i –10 elemenata (koji se nalaze ''prije'' početka sekvence koja će se transkribirati), a kod nekih promotora i α podjedinica [[C-kraj]]evog  domena koji prepoznaje uzlazne elemente promotora. Postoji više zamjenjivih sigma faktora, od kojih svaki prepoznaje zaseban skup promotora. Na primjer, u ''[[E. coli]]'', σ<sup>70</sup> izražen je u normalnim uvjetima i prepoznaje promotore za gene potrebne u normalnim uvjetima ("[[domaćinski gen]]i"), dok σ<sup>32</sup> prepoznaje promotore gena potrebnih na visokim temperaturama ("[[toplotni šok proteina|geni toplotnog šoka]]". U arhejama i eukariotima, funkcije bakterijskog općeg transkripcijskog faktora sigme obavljaju višestruki [[opći transkripcijski faktor]]i,  koji djeluju zajedno. Zatvoreni kompleks RNK-polimeraznog-promotora obično se naziva "[[kompleks transkripcijske inicijacije]]".<ref name="Roeder1991">{{cite journal|last1=Roeder|first1=Robert G.|title=The complexities of eukaryotic transcription initiation: regulation of preinitiation complex assembly|journal=Trends in Biochemical Sciences|volume=16|issue=11|year=1991|pages=402–408|issn=0968-0004|doi=10.1016/0968-0004(91)90164-Q|pmid=1776168}}</ref><ref name="MBOG">{{cite book |vauthors=Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann AA, Levine M, Losick RM | title=Molecular Biology of the Gene | publisher=Pearson | edition=7th | year=2013}}</ref>

Nakon vezanja za DNK, RNK-polimeraza prelazi iz zatvorenog u otvoreni kompleks. Ova promjena uključuje razdvajanje DNK lanaca kako bi se formirao odmotani dio od približno 13 bp, koji se naziva "[[mjehurić transkripcije]]". [[Superspirala]] ima važnu ulogu u aktivnosti polimeraze zbog odmotavanja i premotavanja DNK. Budući da su regije DNK ispred RNKP-a odmotane, postoje kompenzacijski pozitivni super-namotaji. Regije iza RNKP-a se premotavaju i prisutni su negativni supernamotaji.<ref name = "MBOG"/>

=== "Bijeg" promotora ===
RNK-polimeraza tada počinje sintetizirati početni DNK-RNK heterodupleks, s ribonukleotidima baznim uparenim u matricu DNK lanca prema Watson-Crickovoj interakciji baznog uparivanja. Kao što je gore napomenuto, RNK-polimeraza uspostavlja kontakt sa promotorskom regijom. Međutim, ovi stabilizacijski kontakti inhibiraju sposobnost enzima da pristupi DNK i dalje nizvodno, a time i sintezu produkta pune dužine. Da bi nastavila sintezu RNK, RNK-polimeraza mora „pobjeći“ iz promotora. Mora održavati kontakte promotora, dok odmotava više nizvodnih DNK za sintezu, [[uvijanje DNK|"uvujanje"]] više nizvodnih DNK u inicijacijski kompleks.<ref>{{cite journal | vauthors = Revyakin A, Liu C, Ebright RH, Strick TR | title = Abortive initiation and productive initiation by RNA polymerase involve DNA scrunching | journal = Science | volume = 314 | issue = 5802 | pages = 1139–43 | date = novembar 2006 | pmid = 17110577 | pmc = 2754787 | doi = 10.1126/science.1131398 | bibcode = 2006Sci...314.1139R }}</ref> > Za vrijeme tranzicije bijega promotora, RNK-polimeraza se smatra "intermedijarom pod stresom". Termodinamički stres akumulira se od aktivnosti odmotavanja i sabijanja DNK.  Kada je DNK-RNK heterodupleks dovoljno dug (~ 10 bp), RNK-polimeraza oslobađa svoje gornje kontakte i efikasno postiže prelazak promotora u fazu izdužeivanja/elongacije. Heterodupleks u aktivnom centru stabilizira kompleks izduživanja.

Međutim, "bijeg" promotora nije jedini ishod. RNK-polimeraza također može ublažiti stres, oslobađanjem svojih nizvodnih kontakata, zaustavljanjem transkripcije. Pauzirani kompleks transkripcije ima dvije mogućnosti: (1) oslobađanje novonastalog transkripta i novo započinjanje kod promotora ili (2) ponovno uspostavljanje novog 3'OH na na aktivnom mjestu novonastalog transkripta,  putem katalitske aktivnosti RNK-polimeraze i ponovnim probijanjem DNK kako bi se omogućio bijeg promotora. [[Abortivna inicijacija]], neproduktivni ciklus RNK-polimeraze prije tranzicije bijega promotora, rezultira kratkim fragmentima RNK od oko 9 bp u procesu poznatom kao abortivna transkripcija. Opseg abortivnog započinjanja ovisi o prisutnosti faktora transkripcije i snazi kontakata promotora.<ref>{{cite journal | vauthors = Goldman SR, Ebright RH, Nickels BE | title = Direct detection of abortive RNA transcripts in vivo | journal = Science | volume = 324 | issue = 5929 | pages = 927–8 | date = maj 2009 | pmid = 19443781 | pmc = 2718712 | doi = 10.1126/science.1169237 | bibcode = 2009Sci...324..927G | authorlink2 = Richard H. Ebright }}</ref>

===Elongacija===
[[Datoteka:RNA Polymerase II Transcription.png|thumb|TranskripcijA RNK-polymeraze II: proces izduživanja transkripta olakšan rastavljanjem [[nukleosom]]a.]]
[[Datoteka:RNAP TEC small.jpg|thumb|RNKP ''[[Thermus aquaticus|T. aquaticus]]'' tokom izduživanja. Dijelovi enzima postali su prozirni kako bi put RNK i DNK bio jasniji. [[Magnezij]]ev  ion (žuti) nalazi se na aktivnom mjestu enzima.]]

Transkripcijski kompleks od 17 [[bazni par|bp]] ima hibrid od 8 bp DNK-RNK, odnosno osam baznih parova uključuje RNA transkript vezan za matrični  lanac DNK. Kako transkripcija odmiče, ribonukleotidi se dodaju na 3 'kraj RNK-transkripta i RNAKP kompleks se kreće duž DNK. Karakteristične brzine elongacije kod prokariota i eukariota su oko 10–100 nts/sec.<ref>{{cite web|url= http://book.bionumbers.org/what-is-faster-transcription-or-translation/|title= Cell Biology by the Numbers: What is faster, transcription or translation?|website= book.bionumbers.org|first1= Ron|last1= Milo|first2= Rob|last2= Philips |access-date= 8. 3. 2017|url-status= live|archive-url= https://web.archive.org/web/20170420104945/http://book.bionumbers.org/what-is-faster-transcription-or-translation/|archive-date= 20. 4. 2017}}</ref>

Ostaci aspartila ([[Asparaginska kiselina|asp]]) u RNKP-u zadržavaju se na ionima Mg<sup>2+</sup>, koji će zauzvrat koordinirati fosfate ribonukleotida. Prve Mg<sup>2+</sup> zadržavat će α-fosfat NTP-a koji treba dodati. To omogućava nukleofilni napad 3'OH iz RNK-transkripta, dodajući još jedan NTP-lanac. Drugi ion Mg<sup>2+</sup> zadržat će pirofosfat NTP-a.<ref name="pmid22982365">{{cite journal | vauthors = Svetlov V, Nudler E | title = Basic mechanism of transcription by RNA polymerase II | journal = Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Regulatory Mechanisms | volume = 1829 | issue = 1 | pages = 20–8 | date = januar 2013 | pmid = 22982365 | pmc = 3545073 | doi = 10.1016/j.bbagrm.2012.08.009 }}</ref>  Ukupna jednadžba reakcije je:

:<math>(NMP)</math><sub>n</sub> + <math>NTP</math> → <math>(NMP)</math><sub>n+1</sub> + <math>PP</math><sub>i</sub>

==== Tačnost ====
Za razliku od lektorskih mehanizama [[NK-polimeraza|DNK-polimeraze]], mehanizmi RNKP-a istraženi su tek nedavno. „Lektorsko“ ispravljanje započinje odvajanjem pogrešno uklopljenih nukleotida  DNK predloška. Ovo zaustavlja transkripciju. Polimeraza se zatim vraća za položaj jedan i cijepa dinukleotid koji sadrži neusklađeni nukleotid. U RNK-polimerazi to se događa na istom aktivnom mjestu koje se koristi za polimerizaciju i stoga se znatno razlikuje od DNK-polimeraze, gdje se lektura događa na određenom aktivno mjesto|[[aktivnom mjestu]] nukleaze.<ref>{{cite journal | vauthors = Sydow JF, Cramer P | title = RNA polymerase fidelity and transcriptional proofreading | journal = Current Opinion in Structural Biology | volume = 19 | issue = 6 | pages = 732–9 | date = decembar 2009 | pmid = 19914059 | doi = 10.1016/j.sbi.2009.10.009 | url = http://pubman.mpdl.mpg.de/pubman/item/escidoc:1940413/component/escidoc:1940417/1940413.pdf }}</ref>

Ukupna stopa grešaka je oko 10<sup>−4</sup> to 10<sup>−6</sup>.<ref>{{cite web |last1=Philips |first1=Rob |last2=Milo |first2=Ron | name-list-style = vanc |title=What is the error rate in transcription and translation? |url=http://book.bionumbers.org/what-is-the-error-rate-in-transcription-and-translation/ |access-date=26. 3. 2019 |language=en}}</ref>

===Terminacija===
{{glavni|Terminator (genetika)}}
U bakterija, završetak transkripcije RNK može biti rho-ovisan ili rho-neovisan. Prvi se oslanja na [[rho faktor]], koji destabilizira DNK-RNK heterodupleks i uzrokuje oslobađanje RNK.<ref>{{cite journal | vauthors = Richardson JP | title = Rho-dependent termination and ATPases in transcript termination | journal = Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Gene Structure and Expression | volume = 1577 | issue = 2 | pages = 251–260 | date = septembar 2002 | pmid = 12213656 | doi = 10.1016/S0167-4781(02)00456-6 }}</ref> Potonji, poznat i kao [[suštinski završetak]], oslanja se na palindromski region DNK. Transkribiranje regije uzrokuje stvaranje strukture "ukosnice" transkripcije RNK koja stvara petlju i veže se za sebe. Ova struktura ukosnice često je bogata baznim parovima G-C, što je čini stabilnijom od samog DNK-RNK hibrida. Kao rezultat, hibrid od osam bp DNK-RNK u transkripcijskom kompleksu prelazi u hibrid od četiri bp. Ova posljednja 4-bazna para su slabi A-U bazni parovi i cijeli RNK-transkript otpast će s DNK.

Završetak transkripcije u eukariota manje je razumljiv nego kod bakterija, ali uključuje cijepanje novog transkripta, praćeno dodavanjem [[adenin]]a na novom 3' kraju, neovisno o matrici, u procesu koji se naziva [[poliadenilacija]].<ref>{{cite journal | vauthors = Lykke-Andersen S, Jensen TH | title = Overlapping pathways dictate termination of RNA polymerase II transcription | journal = Biochimie | volume = 89 | issue = 10 | pages = 1177–82 | date = oktobar 2007 | pmid = 17629387 | doi = 10.1016/j.biochi.2007.05.007 }}</ref>

== Ostali organizmi ==
S obzirom na to da DNK– i RNK-polimeraze provode polimerizaciju nukleotida ovisnu o kalupu, moglo bi se očekivati da će dva tipa  enzima biti strukturno povezane. Međutim, [[rendgenska kristalografija|rendgenska kristalografska]] studija oba tipa enzima otkrivaju da, osim što sadrže kritični ion Mg<sup>2+</sup> na katalitskom mjestu, oni praktično nisu međusobno povezani ; zaista se čini da su nukleotidni polimerizacijski enzimi, koji su ovisni o predlošku nastali dva puta neovisno tokom rane evolucije ćelija. Jedna loza dovela je do modernih [[DNK-polimeraza]] i reverznih [[transkriptaza]], kao i do nekoliko jednolančanih RNK-polimeraza (ssRNAP) iz faga i [[organela]].<ref name="pmid9419244"/> The other multi-subunit RNAP lineage formed all of the modern cellular RNA polymerases.<ref name="pmid21233849"/><ref>{{cite journal | vauthors = Stiller JW, Duffield EC, Hall BD | title = Amitochondriate amoebae and the evolution of DNA-dependent RNA polymerase II | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 95 | issue = 20 | pages = 11769–74 | date = septembar 1998 | pmid = 9751740 | pmc = 21715 | doi = 10.1073/pnas.95.20.11769 | bibcode = 1998PNAS...9511769S }}</ref>

===Bakterije===
Kod [[bakterija]], isti enzim katalizira sintezu [[iRNK]] i [[nekodirajuća RNK | nekodirajuća RNK (ncRNA)]].

RNAP je velika molekula. Jezgro  ima pet podjedinica (~ 400  [[Jedinica atomske mase|kDa]])
<ref>{{cite journal | vauthors = Ebright RH | title = RNA polymerase: structural similarities between bacterial RNA polymerase and eukaryotic RNA polymerase II | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 304 | issue = 5 | pages = 687–98 | date = decembar 2000 | pmid = 11124018 | doi = 10.1006/jmbi.2000.4309 | author-link = Richard H. Ebright }}</ref>
*β': β' podjedinica je najveća podjedinica i kodira je rpoC gen.<ref>{{cite journal | vauthors = Monastyrskaya GS, Gubanov VV, Guryev SO, Salomatina IS, Shuvaeva TM, Lipkin VM, Sverdlov ED | title = The primary structure of E. coli RNA polymerase, Nucleotide sequence of the rpoC gene and amino acid sequence of the beta'-subunit | journal = Nucleic Acids Research | volume = 10 | issue = 13 | pages = 4035–44 | date = juli 1982 | pmid = 6287430 | doi = 10.1093/nar/10.13.4035 | url = http://nar.oxfordjournals.org/content/10/13/4035 | pmc = 320776 }}</ref> Podjedinica β' sadrži dio aktivnog centra odgovornog za sintezu RNK i  neke odrednice za nesekvencu specifične interakcije s DNK i RNK u nastajanju. Podijeljen je na dvije podjedinice u [[cijanobakterija]]ma i [[hloroplast]]ima.<ref>{{cite journal | vauthors = Bergsland KJ, Haselkorn R | title = Evolutionary relationships among eubacteria, cyanobacteria, and chloroplasts: evidence from the rpoC1 gene of Anabaena sp. strain PCC 7120 | journal = Journal of Bacteriology | volume = 173 | issue = 11 | pages = 3446–55 | date = juni 1991 | pmid = 1904436 | pmc = 207958 | doi = 10.1128/jb.173.11.3446-3455.1991 }}</ref>
* α: α podjedinica je treća po veličini podjedinica i prisutna je u dvije kopije po molekulu RNKP-a, α<sup>I</sup> i α <sup>II</sup> (jedna i dvije). Svaka α podjedinica sadrži dva domena: αNTD (domen [[N-kraj]]a) i αCTD (domen [[C-kraj]]a). αNTD sadrži odrednice za sastavljanje RNKP-a. αCTD (domen C-kraja) sadrži odrednice za interakciju s promotorskom DNK, čineći nesljedne nespecifične interakcije kod većine promotora i specifične za sekvence interakcije na promotorima koji sadrže uzvodne elemente i odrednice za interakcije s regulatornim faktorima.
*ω:  ω podjedinica je najmanja od svih podjedinica.  ω olakšava sastavljanje RNKP-a i stabilizira sklopljeni RNKP.<ref name=omid16908155>{{cite journal | vauthors = Mathew R, Chatterji D | title = The evolving story of the omega subunit of bacterial RNA polymerase | journal = Trends in Microbiology | volume = 14 | issue = 10 | pages = 450–5 | date = oktobar 2006 | pmid = 16908155 | doi = 10.1016/j.tim.2006.08.002 }}</ref>

Da bi se vezalo za promotore, jezgro RNKP povezuje se s faktorom inicijacije transkripcije [[sigma faktor|sigma]] (σ) da bi se formirao holoenzim RNK-polimeraze. Sigma smanjuje afinitet RNAP-a za nespecifičnu DNK, istovremeno povećavajući specifičnost za promotore, omogućavajući započinjanje transkripcije na tačnim mjestima. Kompletni holoenzim stoga ima šest podjedinica: β'βα<sup>I</sup> and α<sup>II</sup>ωσ (~450 kDa).

===Eukarioti===
[[Datoteka:Alpha-Amanitin–RNA polymerase II complex 1K83.png|thumb|Struktura eukariotske RNK polimeraze II (svijetloplava) u kompleksu sa [[Alfa-amanitin α-amanitinom]] (crvena), jakim otrovom koji se nalazi u [[Amanita phalloides|gljive sa smrtnim posljedicama]] koji cilja ovaj vitalni enzim]]
[[Eukaryoti]] imaju više tipova jedarnih RNKP-ova, od kojih je svaki odgovoran za sintezu posebne podskupine RNK. Svi su međusobno strukturno i mehanički povezani i s bakterijskim RNKP-om:
* [[RNK-polimeraza I]] sintetizira pre-[[rRNK]] 45S (35S u kvascu), koji sazrijeva u 28S, 18S i 5.8S rRNA, koji će formirati glavne [[ribosom]]ske  sekcije RNK.<ref>{{cite book | vauthors = Grummt I | title = Regulation of mammalian ribosomal gene transcription by RNA polymerase I | volume = 62 | pages = 109–54 | year = 1999 | pmid = 9932453 | doi = 10.1016/S0079-6603(08)60506-1 | isbn = 9780125400626 | series = Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology }}</ref>
*[[RNK-polimeraza II]] sintetizira prekursore [[iRNK]]  i većinu [[snRNK]] i [[mikroRNK]].<ref>{{cite  journal |author=Lee Y|author2=Kim M |author3=Han J |author4=Yeom KH |author5=Lee S |author6=Baek SH |author7= Kim VN. |title=MicroRNA genes are transcribed by RNA polymerase II|journal=EMBO J.| date=oktobar 2004 |volume=23|issue=20|pages=4051–60|pmid=15372072 | doi = 10.1038/sj.emboj.7600385|pmc=524334}}</ref> Ovo je najviše proučavan tip, a zbog visokog nivoa kontrole koji je potreban nad transkripcijom, potreban je niz [[transkripcijski faktor|transkripcijskih faktora]]  za njegovo vezanje za promotore.
* [[RNA polimeraza III]] sintetizira [[tRNK]] , [[rRNK]] 5S i druge [[mala RNK|male RNK]] pronađene u [[ćelijsko jedro|jedru]] i [[citosol]]u.<ref>{{cite  journal |author=Willis IM.|title=RNA polymerase III. Genes, factors and transcriptional specificity|journal=Eur. J. Biochem.| date=februar 1993 |volume=212|issue=1|pages=1–11|pmid=8444147 | doi = 10.1111/j.1432-1033.1993.tb17626.x  }}</ref>
*[[RNK- polimeraza IV]] sintetizira [[mala interferirajuća RNK|siRNK]] u biljkama.<ref>{{cite journal | vauthors = Herr AJ, Jensen MB, Dalmay T, Baulcombe DC | title = RNA polymerase IV directs silencing of endogenous DNA | journal = Science | volume = 308 | issue = 5718 | pages = 118–20 | date = april 2005 | pmid = 15692015 | doi = 10.1126/science.1106910 | bibcode = 2005Sci...308..118H }}</ref>
* [[RNK polimeraza V]] sintetizira RNK uključene u [[siRNK]] usmjerenu [[heterohromatin]]sku tvorbu u biljkama.<ref>{{cite journal | vauthors = Wierzbicki AT, Ream TS, Haag JR, Pikaard CS | title = RNA polymerase V transcription guides ARGONAUTE4 to chromatin | journal = Nature Genetics | volume = 41 | issue = 5 | pages = 630–4 | date = maj 2009 | pmid = 19377477 | pmc = 2674513 | doi = 10.1038/ng.365 }}</ref>

Eukariotski [[hloroplast]]i sadrže RNKP vrlo sličan bakterijskom RNKP  ("polimeraza kodirana s plastidom, PEP"). Koriste sigma faktore kodirane u jedarnom [[genom]]u.<ref name=pmid20701995>{{cite journal | vauthors = Schweer J, Türkeri H, Kolpack A, Link G | title = Role and regulation of plastid sigma factors and their functional interactors during chloroplast transcription - recent lessons from Arabidopsis thaliana | journal = European Journal of Cell Biology | volume = 89 | issue = 12 | pages = 940–6 | date = decembar 2010 | pmid = 20701995 | doi = 10.1016/j.ejcb.2010.06.016 }}</ref>

[[Hloroplast]]i također sadrže drugu, strukturno i mehanički nepovezanu, jednopodjedinicu RNKP ("jedrom kodirana polimeraza , NEP"). Eukariotske [[mitohondrije]] koriste [[POLRMT]]jednodijelnu , kodiranu jezgru [[RNKP]].<ref name="pmid9419244">{{cite journal | vauthors = Cermakian N, Ikeda TM, Miramontes P, Lang BF, Gray MW, Cedergren R | title = On the evolution of the single-subunit RNA polymerases | journal = Journal of Molecular Evolution | volume = 45 | issue = 6 | pages = 671–81 | date = decembar 1997 | pmid = 9419244 | doi = 10.1007/PL00006271 | url = https://www.researchgate.net/publication/13811504 | bibcode = 1997JMolE..45..671C | citeseerx = 10.1.1.520.3555 }}</ref> Takve fagima-slične polimeraze u biljkama nazivaju se RpoT.<ref name=pmid20701995/>

===Archaea===
[[Archaea]] imaju jedan tip RNKP-a, odgovornog za sintezu svih RNK. Njihov RNKP strukturno je i mehanički sličan bakterijskom RNKP-u i eukariotskom nuklearnom RNKP-u I, a posebno je usko strukturno i mehanički povezan s eukariotskim jedarnim RNKP-om II.<ref name="pmid19419240">{{cite journal | vauthors = Korkhin Y, Unligil UM, Littlefield O, Nelson PJ, Stuart DI, Sigler PB, Bell SD, Abrescia NG | title = Evolution of complex RNA polymerases: the complete archaeal RNA polymerase structure | journal = PLOS Biology | volume = 7 | issue = 5 | pages = e1000102 | date = maj 2009 | pmid = 19419240 | pmc = 2675907 | doi = 10.1371/journal.pbio.1000102 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Werner F | title = Structure and function of archaeal RNA polymerases | journal = Molecular Microbiology | volume = 65 | issue = 6 | pages = 1395–404 | date = septembar 2007 | pmid = 17697097 | doi = 10.1111/j.1365-2958.2007.05876.x }}</ref>

Historija otkrića  RNK-polimeraze arhea prilično je novijeg datuma. Prva analiza RNKP-a arhea izvršena je 1971.,  kada je RNKP iz krajnjeg [[halofite|halofilnog]] ''[[Halobacterium cutirubrum]]'' izolovan i pročišćen.<ref>{{cite journal | vauthors = Louis BG, Fitt PS | title = Nucleic acid enzymology of extremely halophilic bacteria. Halobacterium cutirubrum deoxyribonucleic acid-dependent ribonucleic acid polymerase | journal = The Biochemical Journal | volume = 121 | issue = 4 | pages = 621–7 | date = februar 1971 | pmid = 4940048 | pmc = 1176638 | doi = 10.1042/bj1210621}}</ref> Kristalne strukture RNKP-a iz ''[[Sulfolobus solfataricus]]'' i ''[[Sulfolobus shibatae]]'' postavljaju ukupan broj identifikovanih arhejskih podjedinica na trinaest.<ref name="pmid19419240"/><ref name=pmid18235446>{{cite journal | vauthors = Hirata A, Klein BJ, Murakami KS | title = The X-ray crystal structure of RNA polymerase from Archaea | journal = Nature | volume = 451 | issue = 7180 | pages = 851–4 | date = februar 2008 | pmid = 18235446 | pmc = 2805805 | doi = 10.1038/nature06530 | bibcode = 2008Natur.451..851H }}</ref>

[[Archaea]]  imaju  podjedinicu koja odgovara eukariotskom Rpb1. podijeljenu na dva dijela. Ne postoji homolog eukariotskog Rpb9 ([[POLR2I]]) u ''S. shibatae'', iako je TFS (homolog TFIIS) predložen kao jedan na osnovu sličnosti. Postoji dodatna podjedinica nazvana Rpo13; zajedno s Rpo5 zauzima prostor ispunjen insercijom koja se nalazi u bakterijskim β' podjedinicama (1.377-1.420 u ''Taq'').<ref name="pmid19419240"/> Ranija studija niže rezolucije o strukturi ''S. solfataricus'' nije pronašla Rpo13 i samo je prostor dodijelila Rpo5 / Rpb5. Rpo3 je značajan po tome što je klaster protein željezo-sumpor. RNAP I / III podjedinica AC40, pronađena u nekih eukariota ima slične sekvence,<ref name = pmid18235446 />, ali ne veže gvožđe.<ref>{{cite journal | vauthors = Fernández-Tornero C, Moreno-Morcillo M, Rashid UJ, Taylor NM, Ruiz FM, Gruene T, Legrand P, Steuerwald U, Müller CW | title = Crystal structure of the 14-subunit RNA polymerase I | journal = Nature | volume = 502 | issue = 7473 | pages = 644–9 | date = oktobar 2013 | pmid = 24153184 | doi = 10.1038/nature12636 | bibcode = 2013Natur.502..644F}}</ref> This domain, in either case, serves a structural function.<ref>{{cite journal | vauthors = Jennings ME, Lessner FH, Karr EA, Lessner DJ | title = The [4Fe-4S] clusters of Rpo3 are key determinants in the post Rpo3/Rpo11 heterodimer formation of RNA polymerase in Methanosarcina acetivorans | journal = MicrobiologyOpen | volume = 6 | issue = 1 | pages = e00399 | date = februar 2017 | pmid = 27557794 | pmc = 5300874 | doi = 10.1002/mbo3.399 }}</ref>

Podjedinica RNKP-a arhea prethodno je koristila "RpoX" nomenklaturu gdje je svakoj podjedinici dodeljeno slovo na način koji nije povezan sa bilo kojim drugim sistemom.<ref name = "pmid21233849" /> U 2009., predložene je numeriranje po novoj nomenklaturi,  zasnovana na eukariotskoj Pol II podjedinici "Rpb.<ref name="pmid19419240"/>

===Virusi===
[[Datoteka:RNA pol.jpg|thumb|right|T7 RNK- polimeraza koja stvara [[iRNK]] (zelena) iz DNK predloška. Protein je prikazan u obliku ljubičaste vrpce. Slika je izvedena iz linka [http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1MSW PDB 1MSW] ]]

[[Ortopoksvirus]] i neki drugi [[nukleocitoplazmatski veliki DNK virusi]] sintetiziraju RNK pomoću vizuelno kodiranog višepodjediničnog RNKP. Oni su najsličniji eukariotskim RNKP-ima, s tim da su neke podjedinice minimizirane ili uklonjene.<ref>{{cite journal | vauthors = Mirzakhanyan Y, Gershon PD | title = Multisubunit DNA-Dependent RNA Polymerases from Vaccinia Virus and Other Nucleocytoplasmic Large-DNA Viruses: Impressions from the Age of Structure | journal = Microbiology and Molecular Biology Reviews | volume = 81 | issue = 3 | date = septembar 2017 | pmid = 28701329 | pmc = 5584312 | doi = 10.1128/MMBR.00010-17 }}</ref> Exactly which RNAP they are most similar to is a topic of debate.<ref name=predate>{{Cite journal|last1=Guglielmini|first1=Julien|last2=Woo|first2=Anthony C.|last3=Krupovic|first3=Mart|last4=Forterre|first4=Patrick|last5=Gaia|first5=Morgan|date=10. 9. 2019|title=Diversification of giant and large eukaryotic dsDNA viruses predated the origin of modern eukaryotes|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences|language=en|volume=116|issue=39|pages=19585–19592|doi=10.1073/pnas.1912006116|pmid=31506349|pmc=6765235|issn=0027-8424}}</ref> Većina drugih virusa koji sintetiziraju RNK koriste nepovezane mehanizme.

Mnogi virusi koriste [[RNK]]P koji ovisi o jednoj podjedinici (ssRNKP) , strukturno i mehanički povezanom sa jednostavnom podjedinicom RNKP-om eukariotskih [[hloroplast]]a (RpoT) i [[mitohondrija]] ([[POLRMT]]), a što je dalje i za [[DNK-polimeraza|DNK-polimeraze]]  i [[reverzna transkriptaza|reverzne transkriptaze]] . Možda je najšire proučavan takav jednojedinični RNKP [[bakteriofag]]a [[T7 RNK polimeraza]]. ssRNAP-ovi ne mogu lektorirati.<ref name="pmid9419244"/>

Ostali virusi koriste [[RNK-zavisna RNK-polimeraza|RNK-zavisnu RNKP]] (RNKP koji koristi RNK kao obrazac umjesto DNK). To se događa u virusima negativnih lanaca [[RNK]] i [[virus DsRNK|virusi dsRNK]], koji  dio svog životnog ciklusa postoje kao dvolančana RNK . Međutim, neki [[virus ssRNK pozitivnog smisla|RNK virusi pozitivnih lanaca]], kao što je [[polio]] virus, sadrže i RNKP-zavisni RNKP.<ref>{{cite journal | vauthors = Ahlquist P | title = RNA-dependent RNA polymerases, viruses, and RNA silencing | journal = Science | volume = 296 | issue = 5571 | pages = 1270–3 | date = maj 2002 | pmid = 12016304 | doi = 10.1126/science.1069132 | bibcode = 2002Sci...296.1270A }}</ref>

==Historija==
RNKP su nezavisno otkrili Charles Loe, [[Audrey Stevens Niyogi|Audrey Stevens]] i [[Jerard Hurwitz]] 1960.<ref>{{cite journal | vauthors = Hurwitz J | title = The discovery of RNA polymerase | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 280 | issue = 52 | pages = 42477–85 | date = decembar 2005 | pmid = 16230341 | doi = 10.1074/jbc.X500006200 | doi-access = free }}</ref> Do tada je polovinu [[Nobelove nagrada za fiziologiju ili medicinu]]  dobio [[Severo Ochoa]], za otkriće onoga za šta se vjerovalo da je RNKP, ,<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1959/ Nobel Prize 1959]</ref>, ali se umjesto toga pokazalo da je to  [[polinukleotid fosforilaza]].

==Prečišćavanje==
RNK-polimeraza može se izolirati na sljedeće načine:
* [[Hromatografija]];<ref>{{cite journal | vauthors = Kelly JL, Lehman IR | title = Yeast mitochondrial RNA polymerase. Purification and properties of the catalytic subunit | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 261 | issue = 22 | pages = 10340–7 | date = august 1986 | pmid = 3525543 }}</ref>
*[[glicerolski gradijent centrifugiranja|Glicerolskim gradijentom centrifugiranja]];<ref>{{cite journal | vauthors = Honda A, Mukaigawa J, Yokoiyama A, Kato A, Ueda S, Nagata K, Krystal M, Nayak DP, Ishihama A | title = Purification and molecular structure of RNA polymerase from influenza virus A/PR8 | journal = Journal of Biochemistry | volume = 107 | issue = 4 | pages = 624–8 | date = april 1990 | pmid = 2358436 | doi = 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a123097 }}</ref>
*[[DNK kolona|Dnk kolonom]];
*Kolonom [[ionska hromatografija|ionske hromatografije]];<ref>{{cite journal | vauthors = Hager DA, Jin DJ, Burgess RR | title = Use of Mono Q high-resolution ion-exchange chromatography to obtain highly pure and active Escherichia coli RNA polymerase | journal = Biochemistry | volume = 29 | issue = 34 | pages = 7890–4 | date = august 1990 | pmid = 2261443 | doi = 10.1021/bi00486a016 }}</ref>

Također se primjenjuju i kombinacije gore navedenih tehnika.

== Također pogledajte==
*[[Polimeraza]]
*[[Primaza]]

== Reference ==
{{Reflist}}

== Vanjski linkovi ==
{{Commons category|RNA polymerase}}
*[http://www.dnai.org DNAi] – DNA Interactive, including information and Flash clips on RNA Polymerase.
* {{MeshName|RNA+Polymerase}}
* {{EC number|2.7.7.6}}
* [https://web.archive.org/web/20101123181000/http://bioteachnology.com/enzyme/rna-polymerase-synthesis-rna-from-dna-template RNA Polymerase – Synthesis RNA from DNA Template]
([[Wayback Machine]] copy)
*[http://www.pdbe.org/emsearch/rna\%20polymerase 3D macromolecular structures of RNA Polymerase from the EM Data Bank(EMDB)]

{{Enzimi}}
{{Portal |Biologija|border=no}}

{{Authority control}}

[[Kategorija:Ekspresija gena]]
[[Kategorija:RNK]]
[[Kategorija:Enzimi]]
[[Kategorija:EC 2.7.7]]