2. Регуляция на уровне процессинга мРнк

В эукариотических клетках возможен процессинг, имеющий несколько вариантов или исходов (альтернативный процессинг).

Виды регуляции биосинтеза белка на уровне процессинга мРНК:

- разрешение или запрещение процессинга

В ядре содержится значительно больший набор первичных транскриптов, чем соответствующих им зрелых мРНК в цитоплазме. Следовательно, в ядре принимается решение подлежит или не подлежит данный транскрипт (пре-мРНК) процессингу.

- дифференциальный процессинг

Принимается решение какие участки первичного транскрипта (экзоны) будут входить, а какие не будут входить в зрелую мРНК, т.е. происходит дифференциация. В ходе дифференциального процессинга одного и того же транскрипта возможно образование отличающихся друг от друга мРНК (рис. 15), на которых в последующем будут синтезированы полипептиды с различной аминокислотной последовательностью.

Рис. 15

14

Например, в нейронах и С-клетках щитовидной железы на основе одного и того же гена синтезируются разные пептиды. Так, в нейронах синтезируется нейропептид СGRP (англ.: Calcitonin Gene Related Peptide - пептид, соответствующий гену кальцитонина), а в С-клетках щитовидной железы - гормон кальцитонин. Причиной данного несоответствия выступает дифференциальный процессинг: из одной и той же пре-мРНК в С-клетках и нейронах образуются различные мРНК. Различие этих мРНК по комбинации экзонов обусловливают синтез в нейронах нейропептида СGRP (обладает сосудорасширяющим действием и влияет на нервно-мышечную передачу), а в С-клетках - кальцитонина (участвует в регуляции обмена кальция).

Характеристика биосинтеза белка в эукариотических клетках

Рекогниция (распознавание, активация аминокислот) - процесс связывания молекулы тРНК с соответствующей ей аминокислотой. При участии аминоацил-тРНК-синтетазы, Mg²⁺ и энергии двух фосфатных связей АТФ образуется сложноэфирная связь между ОН-группой 3`-концевого аденозина и карбоксильной группой аминокислоты.

I Инициация - начало процесса трансляции. Данный этап наиболее сложен, он включает в себя несколько фаз.

1) Подготовка рибосомы к трансляции. 80S рибосома, при участии белкового фактора инициации - 3 (ФИ-3), разделяется на малую и большую субъединицы (рис. 2). Малая (40S) субъединица рибосомы и ФИ-3 образуют комплекс.

Рис. 2

2

3

) Подготовка мРНК к трансляции. К мРНК, которая, как уже отмечалось, кэпирована, присоединяются кэп-связывающие белки (КСБ, рис.3). В дальнейшем эти белки будут участвовать в связывания мРНК с рибосомой .

3) Подготовка инициаторной аа-тРНК. Кодон мРНК эукариот, с которого начинается считывание информации (стартовый кодон), представлен триплетом АУГ. Данный триплет соответствует аминокислоте метионину. Поэтому, в качестве инициаторной аа-тРНК выступает метионил-тРНК (мет-тРНК).

Подготовка инициаторной мет-тРНК включает присоединение к ней белкового фактора инициации - 2 (ФИ-2) и ГТФ (рис. 4).

Рис. 4

4) Образование инициирующего комплекса. Происходит соединение инициаторной мет-тРНК с 40S рибосомы (рис. 5). Способствует образованию комплекса - ФИ-3.

4

Уровни регуляция биосинтеза белка у эукариот