Общая схема транскрипции и-рнк на днк
RNA-polymerasa –фермент, который строит нить РНК, template strand – главная (лидирующая) нить ДНК, с которой считывается и-РНК, nontemplate strand – нелидирующая нить ДНК ( с нее информация не считывается
Что же происходит дальше?
Молекуле и-РНК необходимо выйти из ядра в цитоплазму и начать синтез белка! Но оказалось, что молекула первичного транскрипта – пре-иРНК еще не готова к этому. Она не проходит через ядерные поры и содержит участки, считанные с интронных участков гена, не несущие информацию о будущей белковой молекуле. Поэтому сразу после схода с молекулы ДНК синтезируемой молекулы пре- иРНК с ней происходит ряд превращений, объединенных под названием процессинг (созревание).
Схема синтеза, процессинга и сплайсинга и-РНК:
Э-1, 2 – экзонные участки гена, И- 1,2 – интронные участки гена; объяснения в тексте.
Наиболее важным моментом созревания и-РНК является процесс «вырезания» не транслируемых (интронных) участков молекулы с дальнейшим «сшиванием» транслируемых (экзонных) участков в зрелую молекулу и-РНК. Это явление получило наименование – сплайсинг (англ. splising – сшивание).
За открытие и изучение процесса сплайсинга РНК Ричард Робертс и Филипп Шарп в 1993 были удостоины Нобелевской премии.
Каково биологическое значение сплайсинга?
Как ранее было отмечено, ген может содержать большое количество экзонных и интронных участков. В процессе сплайсинга интронные участки удаляются, а экзонные участки и-РНК становятся свободными и могут сшиваться в разной последовательности! В некоторых молекулах и-РНК в процессе сплайсинга могут быть удалены фрагменты, считанные даже с экзонных участков. В результате с одного гена может быть считано несколько молекул и-РНК и соответственно синтезироваться несколько РАЗНЫХ белков.
Кроме процесса вырезания интронов из молекулы пре-и-РНК к ней происходит присоединение ряда некодирующих последовательностей, присутствие которых является необходимым для дальнейшего существования и-РНК и ее участия в синтезе белка.
К 5’ (лидирующему) концу молекулы пре-и-РНК присоединяется модифицированный фосфорными остатками гуаниновый нуклеотид, образующий так называемую – шапочку (англ. сap (кэп) – шапочка). Она выполняет две важные функции: защищает РНК от действия ферментов и необходима для последующего транспорта и-РНК из ядра в цитоплазму и связывания там с рибосомой.
К 3’ (трейлерному) концу молекулы пре-и-РНК присоединяются от 30 до 200 адениновых нуклеотидов, образуя своеобразный «полиА-хвост» молекулы и-РНК. Его функции сходны с функциями кэп-участка. Формируется зрелая молекула и-РНК .
Молекулы и-РНК несут информацию не только о самом белке, но и о том, где, с какой скоростью и в каком количестве этот белок будет синтезироваться в клетке.
Синтез остальных типов РНК: рибосомальных – р-РНК, транспортных – т-РНК, малых ядерных - мя-РНК происходит по той же схеме на соответствующих участках ДНК. Это гены II группы и с них не транслируются белки.