Синтез днк на матрице рнк
В составе онковирусов (вирус саркомы Рауса и Раушера) открыт фермент обратная транскриптаза, или ревертаза (РНК-зависимая ДНК-полимераза), катализирующий биосинтез молекулы ДНК на матрице РНК. Ревертаза нуждается в праймере, роль которого может играть тРНК.
На I этапе фермент ревертаза синтезирует на матрице вирусной РНК комплементарную цепь ДНК. Образуется так называмая гибридная молекула.
II этап - разрушение исходной вирусной РНК.
На III этапе на матрице цепи ДНК комплементарно синтезируются новые цепи ДНК.
Ревертаза нашла применение в молекулярной биологии для синтеза генов и фрагментов генов и в генетической инженерии для расшифровки первичной структуры РНК и белков.
3.1.3. Биосинтез рнк
Биосинтез РНК - это процесс транскрипции, т. е. переписывания информации с ДНК-матрицы. Биосинтез РНК осуществляется на ДНК при посредстве РНК-полимераз.
У эукариот открыты три разные РНК-полимеразы. РНК-полимераза I катализирует синтез рибосомных РНК, РНК-полимераза II - матричной РНК, РНК-полимераза III - транспортных РНК, а также ряда низкомолекулярных РНК со специфической функцией. Вместе с ферментом в единый транскрипционный комплекс объединены множество регуляторных белков (факторы транскрипции).
Все виды РНК синтезируются на ядерной ДНК в качестве матрицы.
Синтез мРНК. Одновременно на молекуле ДНК могут синтезироваться много молекул РНК. Ген эукариот наряду с кодирующими последовательностями (экзоны) содержит также некодирующие (интроны). РНК-полимераза катализирует транскрипцию как экзонов, так и интронов с образованием первичного транскрипта (РНК-предшественника). Наряду с информативными зонами они содержат неинформативные участки. В дальнейшем в ядре происходит процессинг (рис. 10), или созревание РНК. Основные этапы процессинга:
1. Кэпирование - химическая модификация 5'-концевой последовательности мРНК. «Колпачок», или «кэп», представляет собой 7-метилгуанозинтрифосфат.
2. Полиаденилирование - химическая модификация 3'-концевой последовательности мРНК. Образование поли-А-последовательности длиной 100-200 нуклеотидных остатков на 3'-конце при участии фермента поли-А-полимеразы.
Кэп и поли-А-последовательность участвуют в инициации трансляции мРНК, а также защищают мРНК от гидролиза клеточными РНКазами.
3. Сплайсинг - удаление интронов из мРНК и сшивание образующихся экзонов. Данный процесс происходит при участии малых ядерных рибонуклеопротеинов. Такие РНК называют рибозимами. Это единственные из известных макромолекул, которые наделены как информационной, так и каталитической функцией. После завершения сплайсинга мРНК поступает в цитозоль.
Рис. 10. Процессинг мРНК
Первичные транскрипты тРНК превращаются в зрелые формы путем сплайсинга и присоединения последовательности ЦЦА, в результате чего образуется акцепторный участок. Первичный транскрипт рРНК не содержит интронов, и при действии специфических РНКаз расщепляется с образованием более мелких молекул.
Синтез рнк на матрице рнк
Вирусная РНК индуцирует образование в клетках хозяина РНК-зависимой РНК-полимеразы (РНК-репликазы), которая участвует в репликации вирусной РНК. Пример - вирусы гриппа, бешенства, свинки, кори.
На I стадии РНК-репликаза на матрице РНК-вируса строит комплементарную цепь РНК. На II стадии она служит матрицей для синтеза РНК, однотипной исходной вирусной РНК. Обе стадии катализируются одним и тем же ферментом, хотя в каждой участвуют различные белковые факторы.
Таким образом, поиск веществ, подавляющих активность РНК-репликазы, позволит разработать эффективные антивирусные лекарственные препараты.