Продукти транскрипції

Як ми вже не раз підкреслювали, в результаті транскрипції у еукаріот (на відміну від прокаріот) утворюються лише попередники тих або інших РНК - мРНК, рРНК і тРНК.

Знаючи структуру зрілих ланцюгів РНК кожного виду, порівняємо з нею будову відповідних про-РНК.

а) Про-мРНК (див.мал.). Ці ланцюги зазвичай в кілька разів довші, ніж зрілі мРНК.

Дійсно, вони, по-перше, включають транскрипти спенсерів (що є регуляторними ділянками, відділи із структурною функцією і т. д.).

По-друге, кодуюча частину про-мРНК, як і в початковому гені, перериваєте інтронами. При цьому інтронні послідовності нерідко утворюють "шпильки".

Довжина про-мРНК не лише більша, ніж у мРНК, але і значно сильніше варіює у ріхних молекул - від 2 тис. до 20 тис. нуклеотидів. Тому даний вид РНК часто називають гетерогенною ядерною РНК (гяРНК).

Інша особливість про-мРНК - відсутність на 5'- кінці "ковпачка" (кепа), а на 3'-кінці - пів(А) -фрагмента.

В більшості випадків про-мРНК еукаріот несуть інформацію про синтез лише одного пептидного ланцюга, тобто дають при дозріванні тільки одну молекулу мРНК.

Серед виключень з цього правила - гістонова про-мРНК. Як вказувалося кластер гистонових генів транскрибується як єдине ціле, а при дозріванні про-мРНК з останньої "нарізається" 5 різних гистонових мРНК.

Наявність подібних виключень - ще одна відмінність про-мРНК від мРНК: усі зрілі мРНК еукаріот, без будь-яких виключень, є моноцистронними.

б) Про-рРНК (див мал. Вище Б). Кластер трьох генів рРНК теж транскрибується як єдине ціле. Про-рРНК, що утворюється, або 45S - PHK, містить послідовності відразу трьох зрілих рРНК - 18S-, 5,8S- і 28S - pPHK.

Ці послідовності розділені спейсерами, але не містять інтронів. Крім того, в них немає модифікованих нуклеотидів, що містяться в зрілих рРНК.

в) Про-тРНК (див.мал. нижче В). На відміну від про-рРНК, усі про-тРНК (за одиничним виключенням у бактерій) містять послідовності лише одної тРНК.

При цьому вже на рівні про-тРНК утворюється типова структура "листка конюшини". Проте остання ще відрізняється від остаточної: в ній

- є ряд додаткових послідовностей (з обох кінців і в середині молекули);

- відсутні мінорні нуклеотиди;

- не сформована типова послідовність акцепторної петлі (ЦЦА);

- антикодон не займає свого "правильного" положення.

З усього вищесказаного ясно, що безпосередні продукты транскрипції дійсно піддаватися певним (і істотним) змінам для того, щоб перетворитися на функціонально активні ланцюги РНК.

Дозрівання (процесинг) рнк

Практично усі процеси дозрівання РНК можуть бути поділені на три типи:

- видалення одних

- приєднання інших

- модифікація тих же або третіх нуклеотидів.

Видалення "зайвих" послідовностей Загальний опис

Видалення "зайвих" нуклеотидів здійснюється спеціальними нуклеазами. Екзонуклеази послідовно відщеплюють з певного кінця ланцюга (3' або 5') по одному нуклеотиду. А ендонуклеази розрізають ланцюг десь в середніх ділянках, призводячи до її фрагментації.

Перерахуємо процеси дозрівання, що йдуть за участю нуклеаз.

а) В першу чергу, це відщеплення окремих "зайвих" нуклеотидів з кінців ланцюга. Так, в про-РНК з 5 '- кінця завжди зходиться АТФ або ГТФ, а з 3´-кінця нерідко - ГЦ-ділянки. Вони відіграють важливу роль в самому процесі транскрипції, але не потрібні і навіть заважали б при функціонуванні зрілого ланцюга, і тому видаляються.

б) Крім того, з кінців ланцюгів відщепляються спейсерні послідовності нуклеотидів (якщо такі є). Мабуть, зазвичай для цього використовуються ендонуклеази.

в) Такі про-РНК, як 45S-пре-рРНК і гістонова про-мРНК, розрізаються ендонуклеазами на індивідуальні ланцюги РНК.

г) Нарешті, з середніх ділянок про-тРНК і практично усіх (окрім гістонових) про-мРНК вирізуються інтронні послідовності. При цьому екзонні послідовності зшиваються один з одним в безперервний ланцюг. Цей процес (вирізування інтронів і зшивання екзонів) позначається як сплайсинг.

Очевидно, для його здійснення вимагаються не лише ендонуклеази, але і лігази (що каталізують з'єднання екзонів).

Правда, у деяких простих (Tetrahymena) видалення інтрону з однієї про-РНК відбувається без участі яких-небудь білків-ферментів, тобто каталізується самою про-РНК. Це дуже цікаво в еволюційному плані, але все-таки далеко від зазвичай використовуваного у еукаріот механізму.