Этапы реализации генетической информации. Транскрипция. Механизм транскрипции, ферментативное обеспечение, осуществление во времени. Стадии транскрипции.

Транскрипция - Процесс переписывания информации о первичной структуре белка с молекулы ДНК на и-РНК (первоначально образуются про-и-РНК, которые в результате модификаций преобразуются в и-РНК (или м-РНК)). Происходит в ядре.

Синтез про-и-РНК начинается с обнаружения РНК-полимеразой особого участка в молекуле ДНК, который называется промотором - он указывает место начала транскрипции.

РНК-полимераза обеспечивает раскручивание участка ДНК, соответствующего транскрибируемому гену, разрушение водородных связей между тяжами ДНК, рождение тяжей, осуществление синтеза про-и-РНК. Сборка рибонуклеотидов в цепь происходит с соблюдением их комплементарности нуклеотидам ДНК. РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид от 5' конца к 3' концу, матрицей для транскрипции может служить только одна из цепей ДНК, та, которая обращена к ферменту своим 3' концом. Такую цепь называют кодогенной.

Антипараллельное соединение двух полинуклеотидных цепей позволяет РНК-полимеразе правильно выбрать матрицу для синтеза про-и-РНК. Транскрипция осуществляется до тех пор, пока РНК-полимераза не встретит специфическую последовательность нуклеотидов - терминатор транскрипции. В этом участке РНК-полимераза отделяется как от ДНК так и от вновь синтезированной молекулы про-и-РНК. Затем про-и-РНК специальными ферментами отделяется от ДНК. Образуемая в ходе транскрипции молекула про-и-РНК является точной копией гена и отражает его интрон-экзонную структуру. Тройки рядом стоящих нуклеотидов шифрующие АК называют кодонами. На специализированных генах синтезируются и два других вида РНК т-РНК и р-РНК. Начало и конец всех типов РНК на матрице ДНК строго фиксирован специальными триплетами, которые индуцируют запуск и остановку синтеза. Процессинг - это созревание и-РНК.

 

Этапы реализации генетической информации. Посттранскрипционные процессы в клетке. Процессинг. Механизм осуществления, ферментативное обеспечение, значение для биосинтеза белка.

Этапы реализации генетической информации:

1. Транскрипция.

2. Процессинг

3. Трансляция

4. Посттрансляционные изменения белка.

Совокупность биохимических реакций у эукариот, приводящих к преобразованию первичной иРНК в зрелую мРНК, называется процессингом (созреванием). Образовавшиеся поле транскрипции про-иРНК претерпевают ряд модификаций перед тем, как стать активными мРНК. Процессинг включает в себя:

1) Кэпирование;

2) Полиаденилирование;

3) Сплайсинг;

Кэпирование – образование «колпачка» (кэпа) на 5’-конце иРНК путем присоединения к первому нуклеотиду трифосфонуклеозида, содержащего гуанин, связью 5’-5’. Кэп предохраняет мРНК от действия 5’-эндонуклеаз, когда она переходит в цитоплазму, обеспечивает узнавание мРНК малой субъединицей рибосомы.

Полиаденилирование – присоединение последовательности, состоящей из 100-200 остатков адениловой кислоты – поли-А-хвост, который определяет стабильность мРНК и время ее жизни в клетке. Необходим для регуляции транскрипции мРНК и (возможно) способствует выходу мРНК из ядра в цитоплазму.

Сплайсинг – процесс удаления интронов (некодирующих последовательностей) и сшивания экзонов (кодирующих последовательностей). Механизм открыт в 1977 г. Происходит в ядре по мере образования РНК на ДНК-матрице. Катализируют данный процесс мяРНК (малые ядерные) и десятки белков, обладающих ферментативной активностью, которые необходимы для эффективного сплайсинга. Эти белки, связанные с мяРНК, образуют рибонуклеопротеидные частицы. Место соединения интрон/экзон узнается мяРНК. Затем мяРНК, связанные с белком, собираются вместе, образуя более крупный комплекс – сплайсосому, которая отвечает за сплайсинг и удаление интронов. Экзоны сшиваются, образуя зрелую молекулу мРНК.