![](/user_photo/65070_2azrz.gif)
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv101x1.jpg)
ЭТАПЫ ТРАНСКРИПЦИИ
Инициация Присоединение ТАТА-фактора к промотору (определенный сайт на 3′-5′-цепи ДНК),
включающему специфическую последовательность нуклеотидов -ТАТА- увеличивает его сродство к РНК-полимеразе и факторам инициации транскрипции. Образованный комплекс обеспечивает локальное расхождение цепей ДНК.
16
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv102x1.jpg)
Элонгация На этом этапе фермент теряет связь с факторами инициации, но приобретает сродство к
факторам элонгации. РНК-полимераза используя субстраты АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ синтезирует молекулу РНК по принципу комплементарности, связывая нуклеотиды 3′5′- фосфодиэфирной связью.
Терминация Когда РНК-полимераза достигает сайта терминации (специфическая последовательность
нуклеотидов) факторы элонгации отделяются от фермента, а присоединяются факторы терминации. Эти регуляторные белки облегчает отделение пре-РНК (первичного транскрипта) от матричной цепи ДНК.
Образованные молекулы РНК функционально не активны. Их «созревание» происходит в ходе посттранскрипционных модификаций.
«Созревание» (посттранскрипционные модификации) пре-мРНК :
●«Кэпирование» 5′-конца;
●Полиаденилирование 3′-конца;
●Сплайсинг (вырезание интронов и сшивание экзонов).
«Зрелая» мРНК
На этапе элонгации происходит построение на 5′-конце «кэпа» – 7-метилгуанозина, который связан с первым нуклеотидом пре-мРНК 5′,5′-фосфодиэфирной связью, причем между нуклеозидами не один фосфорный остаток, а три.
17
Функция кэпа:
●защита 5′-конца от действия нуклеаз (гидролаз) в цитозоле;
●обеспечение инициации трансляции.
По завершении транскрипции фермент поли(А)-полимераза формирует поли-А- последовательность (100-200 А) на 3′-конце.
Функция поли-А:
●защита 3′-конца от действия нуклеаз в цитозоле;
●облегчение выхода мРНК из ядра.
Сплайсинг Последовательности нуклеотидов присутствующие в матричной цепи ДНК но не входящие в
«зрелую» РНК называется интронами. А участки сохраняющиеся в «зрелой» РНК называют кодирующими или экзонами. Вырезание интронов и сшивание экзонов происходит при участии малых ядерных рибонуклеопротеинов (мяРНП) - сплайсосом, которые разрывают 3′5′-фосфодиэфирную связь на границе:
↓↓
–экзон-интрон-экзон – Интроны удаляют, а экзоны соединяют, образуя между ними 3′5′- фосфодиэфирную связь. «Зрелая» мРНК выходит из ядра в цитоплазму.
Альтернативный сплайсинг
Альтернативный сплайсинг – это образование разных мРНК из одной и той же пре-мРНК, синтезированной с одного гена. В ходе этого процесса происходит соединение экзонов в разных комбинациях с формированием различных по первичной структуре «зрелых» мРНК.
18
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv104x1.jpg)
Белки, которые синтезируются на основе этих мРНК выполняют сходные или различные функции.
Таким образом, альтернативный сплайсинг позволяет увеличить разнообразие белковых продуктов генов, не увеличивая пропорционально этому размер генома, в том числе не создавая дополнительных копий генов.
19
Помимо сплайсинга разные РНК подвергаются и другим типам модификаций.
Молекулы рРНК связывается со специфическими белками, образуются 40S и 60Sсубъединицы рибосом. У тРНК достраивается одинаковый для всех тРНК 3′-конец – ССА, модифицируются азотистые основания.
Все пре-РНК комплементарны матричной цепи ДНК, «зрелые» РНК — нет.
20
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv106x1.jpg)
МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКИ.
Авторы – доцент В.А.Голенченко, доцент Д.В.Астахов
Трансляция – процесс, в ходе которого «язык нуклеотидов», а именно линейная последовательность нуклеотидов зрелой мРНК «переводится на язык аминокислот». Словарь для этого перевода – генетический код, открытый в 60-годах ХХ столетия. СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА
1.Триплетность – одной аминокислоте соответствует кодон, состоящий из 3-х нуклеотидов (триплет);
2.Универсальность – смысл кодонов одинаков почти для всех живых организмов на Земле.
3.Специфичность – каждый кодон соответствует только одной аминокислоте;
4.Вырожденность – одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов (кодонов);
5.Однонаправленность – кодоны мРНК считываются от 5′ к 3′-концу;
6.Коллинеарность – последовательность триплетов в зрелой мРНК соответствует последовательности аминокислот в белке, синтезированном на этой матрице.
1
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv107x1.jpg)
ТРАНСЛЯЦИЯ – БИОСИНТЕЗ БЕЛКА.
●Локализация процесса – цитозоль клеток;
●Матрица процесса – мРНК;
●Субстраты – 20 аминокислот;
●Источники энергии – макроэргические связи АТФ и ГТФ;
●тРНК – адапторы аминокислот к кодонам мРНК;
●Ферменты – аминоацил-тРНК синтетазы, катализирующие присоединение аминокислоты к тРНК.
●Регуляторные факторы – IF – фактор инициации;
EF1 – фактор элонгации 1;
EF2 – фактор элонгации 2;
RF1, RF3 – факторы терминации.
●Кофактор – Мg2+;
●Рибосомы – рибонуклеопротеины (комплексы РНК и белков), на которых идет синтез белка;
●Синтез белка идет от N- к С-концу;
●Продукт процесса (белок) – коллинеарен матрице.
АКТИВАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ В активации аминокислот принимают участие тРНК. Эти нуклеиновые кислоты называют
«адапторными молекулами», они помогают переводить «язык нуклеотидов» на «язык аминокислот». К акцепторному концу (3′-концу), который у всех тРНК имеет одинаковый триплет –ССА, ферменты аа-тРНК-синтетазы (аминоацил-тРНК-синтетазы) с затратой энергии АТФ присоединяют аминокислоту. Между остатком от α-карбоксильной группы аминокислоты и ОН-группой на 3′-конце тРНК формируется макроэргическая связь (~).
2
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv108x1.jpg)
Другой триплет (кодон) тРНК находящийся в центре нуклеиновой кислоты, называется антикодоном, который присоединяется по принципу комплементарности и антипараллельности к кодону на мРНК.
ЭТАПЫ ТРАНСЛЯЦИИ
ИНИЦИАЦИЯ На этом этапе мРНК взаимодействует с:
●субъединицей 40S в области кэпа;
●Мет-тРНКМет; антикодон которой присоединяется к инициирующему кодону (AUG) мРНК по принципу комплементарности (между ними образуются водородные связи).
●60S-субъединицей рибосомы.
Этап протекает с затратой энергии ГТФ и при участии фактора инициации (IF).
3
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv109x1.jpg)
Завершается инициация формированием 80S-рибосомы с двумя активными центрами: Р-пептидильным и А-аминоацильным.
В Р-центре связана Мет-тРНКМет.
ЭТАП – ЭЛОНГАЦИЯ состоит из 3-х повторяющихся стадий:
1. СТАДИЯ – связывание Про-тРНКПро в А-центре. Идет с затратой энергии ГТФ и при участии регуляторного белка - EF1 – фактора элонгации 1.
2. СТАДИЯ – образование пептидной связи.
Происходит пептидилтрансферазная реакция, разрывается макроэргическая связь между Мет и тРНКМет. Энергия связи
используется на образование петидной связи между NH2- группой Про и СО-группой Мет. В А-центре образуется дипептидил-тРНК (Мет-Про-тРНКПро).
4
![](/html/65070/203/html_34F7ONeVs6.M9mU/htmlconvd-mgnbvv110x1.jpg)
3.СТАДИЯ - транслокация
Сзатратой энергии ГТФ и при участии фактора
транслокации (IF2) происходит перемещение рибосомы на один кодон в направлении от 5′ к 3′-концу.
Мет-Про-тРНКПро оказывается в Р- центре.
Далее стадии элонгации продолжаются пока в А-центр не включиться один из терминирующих кодонов – UАG, UGА, UАА.
ЭТАП – ТЕРМИНАЦИЯ
Факторы терминации RF1, RF3 «узнают» терминирующие кодоны и обеспечивают:
●отделение белка от тРНК;
●разведение субъединиц рибосомы;
●разрыв водородных связей (RF1, RF3) между антикодоном тРНК и кодоном мРНК.
Этап идет с затратой энергии АТФ.
5