38. Модификация 5' и 3'-концов молекул мРнк эукариот. Ферменты и

катализируемые ими реакции. Значение модификации концов транскриптов.

5' конец цитопл-ой иРНК (не митохонд. и не хлоропл.) подвергается модификациям двух типов. К 5' концу посттрансляционно добавляется гуанин, между этим гуанином и следующим основанием - 5'-5'-трифосфатная. Фермент – ядерная гуанилилтрансфераза. После этого добавляются 1-3 метильные группы: первая к концевому гуанозину (кэп0) у всех эукариот (образуется 7-метилгуанин), вторая и третья к остаткам рибозы следующих нуклеотидов (кэп 1,2). Кэп 1 встречается у всех эукариот кроме одноклеточных. Кэп 2 встречается лишь у некоторых эукариот. Соотношение разных типов кэпов является характеристикой данного организма.

poly(A)-хвост состоит из примерно 200 остатков А (у млеков), у других организмов м. б. короче. Фермент - poly(A)-полимераза.

Модификация 3'-конца

3'-Конец большинства транскриптов, синтезированных РНК-полимеразой II, подвергается модификации. Специальным ферментом полиА-полимеразой формируется полиА-последовательность (полиА-"хвост"), состоящая из 100-200 остатков аденозина.

Сигналом к началу полиаденилирования является последовательность -AAUAAA- на растущей цепи РНК. Фермент полиА-полимераза, проявляя экзонуклеазную активность, разрывает 3'-фосфоэфирную связь после появления в цепи РНК специфической последовательности -AAUAAA-.

К 3'-концу в точке разрыва полиА-полимераза наращивает полиА-"хвост", Наличие полиА-последовательности на 3'-конце облегчает выход мРНК из ядра и замедляет её гидролиз в цитоплазме.

Ферменты, осуществляющие кэпирование и полиаденилирование, избирательно связываются с РНК-полимеразой II, и в отсутствие полимеразы неактивны.

Полиаденилирование необходимо для транспорта большинства мРНК в цитоплазму и защищает молекулы мРНК от быстрой деградации. Лишённые полиА-участка молекулы мРНК быстро разрушаются в цитоплазме клеток эукариот рибонуклеазами.

39. Процессинг пре-тРнк: формирование 5'- и 3'-концов тРнк, сплайсинг

пре-тРНК эукариот, модификация оснований. Реакции и ферменты,

катализирующие эти процессы.

Альтернативный сплайсинг: позволяет получать несколько мРНК с разным набором экзонов из одного транскрипта. Этот механизм используется при процессинге транскрипта гена кальцитонина у крыс. Носит тканеспецифичный характер: в тиреоидных кл мРНК включает в себя 1 2 3 4 экзоныи продукт- гормон кальцитомин. В кл мозга мРНК содержит 12356 экзоны, а продукт-белок CGRP.

Транспортные РНК. Два основных свойства тРНК: Доставляет определенную АК, которая будет ковалентно присоединена к растущей пептидной цепи.Содержит тринуклеотидную последовательность (антикодон), который коплементарен кодону, соответствующей определенной АК.Все тРНК имеют вторичную и третичную структуру. Вторичная структура тРНК может быть изображена в виде кленового листка. В данной структуре есть двухцепочечные стебли и одноцепочечные участки – петли. Ветви включают необычные основания, которые образуются путем модификации стандартных оснований после синтеза полинуклеотидной цепочки. Структуры тРНК, имеющие и стебли и петли, называются ветвями.Четыре главные ветви названы в зависимости от их функций или структуры:

-Акцепторная ветвь содержит двухцепочечный стебль, который заканчивается неспаренной последовательностью

-Т ΨС ветвь содержит последовательность Т _ΨС в своей одноименной петле (Ψ- псевдоуридин, модифицированное основание)

-D ветвь содержит основание дигидроуридин (дрогое модифицированное основание)

-Дополнительная ветвь находится между Т ΨС ветвь и антикодоновой ветвью.

При сравнении последовательностей тРНК были обнаружены инвариантные (консервативные) и полуконсервативные (полуинвариантные) положения. В полуконсервативных положениях обнаруживается только один тип оснований – пуриновое или пиримидиновое, но при этом в данном положении может присутствовать любое основание указанного типа. Вторичная структура каждой тРНК может образовывать компактную L-образную структуру, в которой связывающийся с АК 3'-конец отделен от антикодона, который связывается с мРНК. При этом акцепторная ветвь и Т ΨС ветвь образуют двойную спираль с одной брешью. D- и антикодоновая ветвь образуют другую двойную спираль так же с брешью. Область между двойными спиралями содержит Т ΨС и D петлю. Таким образом остаток присоединенной АК и антикодоновая петля находятся на разных концах молекулы и максимально разобщены.Третичная структура образована водородными связями. Множество инвариантных, необычных и полуконсервативных оснований участвуют в образовании этих водородных связей. Так же здесь важны стэкинг-взаимодействия между остатками A, G и C и нетрадиционные взаимодействия между основаниями и сахарофосфатным остовом, а так же между основаниями и отдельными частями остатков рибозы, особенно с 2'-ОН группами. Индивидуальные тРНК отличаются своей третичной структурой (а именно углом между двумя ветвями L-образной структуры).

Простая, универсальная модификация затрагивает урацил, его метилирование по пятому положению приводит к образованию риботимидина . Это модиф. основание встречается и в ДНК, но группа добавляется к дезоксирибозе, а не к рибозе. В РНК тимин является необычным основанием, которое образуется путем модификации U. Дигидроуридин образуется путем насыщения двойной связи, при этом изменяется структура кольца. Другие модификации А связаны с введением метильных или более сложных групп (изопентениальных) по аминогруппе. Наиболее сложные модификации затрагивают гуанин (например, Q- квеуозин имеет дополнительное пентенильное кольцо, которое связано с метильной группой 7-метилгуанозина через NH-группу. Это пентенильное кольцо может иметь еще какие-нибудь группы.). Основания группы Y (например, виозин) имеет дополнительное кольцо, которое связано непосредственно с пурином: внешнее кольцо несет длинный углеродный хвост, к которому в различных положениях добавлены дополнительные группы.