40. Механизм сплайсинга пре-мРнк в ядре: определение границ интронов,

роль аденилового (А) нуклеотида, находящегося в районе точки ветвления,

реакции трансэтерификации.

Образовываются структуры типа лассо, реакция трансэтерификации -перенос связей.

Ядерный сплайсинг. Участв мяРНК-комплексы, сост из РНК и белков способн связываться с участками интронов благодаряналичию у них комплемент последовательностей. мяРНК формируют – сплайсосому U1 U2 U4 U5 U6

1. Связывание с 5’-сайтом сплайсинга мяРНП U1-инициирует сплайсинг (своим однонитевым 5’-концом) и ASF/SF2.

2. Связывание U2AF с пиримидиновым трактом и 3’-сайтом сплайсинга.

3. Связывание с точкой ветвления BBP (branch point binding protein), он помогает соединять U1 и ASF/SF2 с U2AF, т.е. сближать левый и правый сайты сплайсинга. Это комплекс Е.

4. Замена BBP на мяРНП U2 в точке ветвления с затратой АТФ. Это комплекс А. С этого момента пре-мРНК направляется на сплайсинг.

5. Присоединение тримера U5/U4/U6. U5 связывается с экзоном в области 5’-сайта, U6 – с U2. Это комплекс В1.

6. Высвобождение U1 позволяет тримеру U5/U4/U6 так сдвинуться, что U6 связывается с 5’-сайтом сплайсинга, а U5 – передвигается вглубь интрона. Это комплекс В2.

7. С затратой АТФ отсоединяется U4, высвобождая последовательность U6, которая благодаря этому приобретает шпилечную структуру, а оставшейся частью может связаться с U2. Связывание U2 с точкой ветвления и U6 c U2 формирует каталитический центр. Это комплекс С1.

8. Катализируется первая реакция трансэтерификации, в ходе которой ОН-группа аденина из точки ветвления осуществляет нуклеофильную атаку фосфора фосфодиэфирной связи между гуанином 5’-сайта и последним нуклеотидом левого экзона. В результате: а) между А и G образуется фосфодиэфирная связь, т.е. левый конец интрона замыкается на аденин, получается промежуточная структура типа лассо; б) связь между G и последним нуклеотидом левого экзона утрачивается.

9. U5 связывается с экзоном в области 3’-сайта. Затрата еще одной АТФ. Катализируется вторая реакция трансэтерификации, в ходе которой высвободившаяся ОН-группа левого экзона осуществляет нуклеофильную атаку фосфора фосфодиэфирной связи между G 3’-сайта и первым нуклеотидом правого экзона. В результате: а) между последним нуклеотидом левого экзона и первым нуклеотидом правого образуется фосфодиэфирная связь; б) связь между G 3’-сайта и первым нуклеотидом правого экзона утрачивается.

10. мРНК освобождается от мяРНП. Лассо размыкается.

Все взаимодействия мяРНК друг с другом и мяРНК с мРНК осуществляются по типу комплементарного связывания. мяРНК U5, например, в разное время связывается с левым и правым экзонами, поэтому в ее последовательности можно найти участок, частично комплементарный обоим экзонам.

Сплайсосома – 50-60S-комплекс мяРНП-частиц, участвующих в сплайсинге, и вспомогательных белковых факторов.

Ее состав:

1. 5 мяРНК (U1, U2, U5, U4, U6), составляют около четверти всей массы сплайсосомы;

2. 45 ассоциированных с мяРНК белков, все вместе мяРНП составляют почти половину массы;

3. 70 белковых факторов сплайсинга: а) белки, необходимые для сборки сплайсосомы; б) белки, обеспечивающие связывание сплайсосомы с РНК-субстратом; в) белки, участвующие в каталитическом процессе;

4. ~30 белков, ассоциированных со сплайсосомой и вовлеченных в другие стадии генной экспрессии, т.е. сплайсосома может служить еще и координирующим аппаратом.

Комплекс собирается последовательно на пре-мРНК, проходя через ряд интермедиатов. Сплайсосома сближает 5’- и 3’-сайты сплайсинга перед осуществлением реакций трансэтерификации. Сплайсинг проходит, только когда все компоненты в сборе.

мяРНК – малые ядерные РНК с рибозимной активностью, ключевые элементы, участвующие в сплайсинге мРНК.

Аппарат сплайсинга узнает короткие консенсусные последовательности на границе интронов и экзонов. В 5’-сайте сплайсинга (левом) инвариантны 2 основания – GU, в 3’-сайте (правом) – AG. Остальные основания консенсусных последовательностей видоспецифичны. Интронная последовательность также содержит точку ветвления с консервативным А и пиримидиновый тракт.

2 сенсорные системы растений

Особенности сенсорных систем растений:

1) практически нет тирозиновых рецепторных киназ

2) широко используются гистидиновые рецепторные киназы

3) основная часть киназ – серин-треониновые

4)мало рецепторов, ассоциированных с G-белками

5) нет Ras-зависимого пути, но МАР-киназные каскады есть.

6) вместо цАМФ используется цГМФ в роли вторичного мессенджера

7) нет JAK-STAT пути, TGF-β и ядерных рецепторов стероидов.

У резуховидки Таля широко распространены двухкомпонентные сенсорные системы.

Детекция фитохромом красного цвета – изменение под действием света активности и автофосфорилирование позволяет активировать при миграции в ядро нужные гены.

Растениям также необходимо иметь системы защиты от патогенов, ответ на воздействие является системы устойчивости к патогену, за счёт реакции гиперчувствительности. Интересно, что эволюция устойчивости к патогенам связана с активной рекомбинацией последовательностей (схоже как при образовании иммуноглобулинов), делеция одного из повторов приводит к образованию нового рецептора.

Два белка CLV1 и CLV2, образуют комплекс, активируемый молекулой CLV3, которая секретируется соседними клетками. CLV1 и CLV2 – это рецептор, а CLV3 – лиганд, в передаче сигнала участвует мономерный G-белок и киназа, в ингибировании участвует ГТФаза.