28. В чем заключается суть кепування и поліаденілювання? Какое значение допускается для кепа и поліаденілової последовательности в процессе трансляции?

Кэпирование

Вскоре после начала синтеза мРНК, пока транскрипция продолжается, большинство транскриптов кэпируется на 5′-конце. Кэп, как полагают, выполняет следующие функции:

• помогает транспорту мРНК из ядра в цитоплазму;

• защищает мРНК от разрушения экзонуклеазами;

• требуется для инициации трансляции.

При кэпировании происходит присоединение к 5'-концу транскрипта 7-метилгуанозина посредством трифосфатного моста, а также метилирование рибоз двух первых нуклеотидов. Клеточные ферменты, которые обладают активностью кэпирования, являются гуанилил-трансферазами и метилтрансферазами. Эти ферменты располагаются в ядре, и большинство вирусов, у которых транскрипция осуществляется в ядре, используют ферменты клетки. Многие вирусы, которые реплицируются в цитоплазме, кодируют свои собственные ферменты кэпирования и метилирования. В число этих вирусов входят поксвирусы, реовирусы и коронавирусы. Вирусы, имеющие (–)РНК и сегментированный геном, выработали механизм «срывания» кэпа с клеточных мРНК. В число этих вирусов входят вирусы животных, такие как вирус гриппа, и вирусы растений, такие как вирус бронзовости томатов. При таком «срывании шапки» комплекс вирусных белков, составляющих вирусную РНК-полимеразу, связывается с кэпированными клеточными мРНК. Этот комплекс обладает эндонуклеазной активностью, благодаря которой клеточная мРНК расщепляется, обычно через 10–20 нуклеотидов от 5′-конца. Кэпированные олигонуклеотиды действуют как праймеры в инициации транскрипции вирусной РНК.

Однако не все вирусные мРНК являются кэпированными. Например, пикорнавирусы не кэпируют свои мРНК; эти вирусы реплицируются в цитоплазме, так что их мРНК не нуждаются в транспорте из ядра, и трансляция инициируется механизмом, который не зависит от кэпа.

Полиаденилирование

На 3′-конце первичных транскриптов эукариот и их вирусов имеется ряд остатков аденозина, так называемый полиадениловый хвост. Полиаденилирование вероятно увеличивает стабильность мРНК и играет роль в инициации трансляции. Однако ряд вирусов, например реовирусы, не полиаденируют свои мРНК. В большинстве случаев сигнал полиаденилирования расположен на 10–30 оснований выше сайта полиаденилирования. Впервые сигнал полиаденилирования ААТААА был выявлен у вируса приматов 40 в 1981 году. В дальнейшем было обнаружено, что эту последовательность используют многие другие вирусы животных, такие как ВИЧ-1 и вирус саркомы Рауса. Однако другие вирусы могут использовать отличающиеся сигналы полиаденилирования. В большинстве случае полиаденирование протекает сходным образом. В течение транскрипции РНК-полимераза перемещается вдоль матрицы и проходит через сигнал полиаденирования и сайт полиаденирования. Синтезированная РНК далее расщепляется в сайте полиаденилирования, и полиадениловый хвост добавляется пошаговым добавлением остатков адениловой кислоты (АМФ). Это добавление осуществляет комплекс ферментов, называемый поли(А)-полимераза. Некоторые вирусы, однако, имеют свой собственный механизм полиаденилирования мРНК. В их число входят пикорнавирусы и рабдовирусы.