3. Биосинтез рнк (транскрипция). Первичные транскрипты и созревание (процессинг) рибосомных, транспортных и матричных рнк.

Транскрипция имеет 3 фазы: инициацию, элонгацию и терминацию.

1) Инициация транскрипции происходит вследствие присоединения ДНК-зависимой РНК-полимерзы к промотору, обладающим высоким сродством к этому ферменту. Промотор-это стартовая точка транскрипции.

РНК-полимераза состоит из 5 субъединиц: 4 из них образуют агрегат (кор-фермент), который катализирует обр-е фосфодиэфирных связей м/д нуклеотидами в РНК; 5-я субъединица (сигма-фактор) легко отделяется от субъединицы. Сигма-фактор «выбирает» место транскрипции, а затем к нему присоединяется кор-фермент и начинает транскрипцию.

У эукариотов имеется 3 РНК-полимеразы:

• РНК-полимераза I ответственна за транскрипцию генов рРНК;

• РНК-полимераза II – за тРНК и 5S рРНК;

• РНК-полимераза III участвует в синтзе предшественника мРНК.

РНК-полимеразы наращивают цепь всегда в направлении 5-3, поэтому 5-конец содержит всегда фосфат, а 3-конец – свободный ОН.

Начинается синтез РНК либо с фффА, либо с фффГ, которые специфически спариваются со стартовыми основаниями разных транскриптонов.

2) Элонгация транскрипции происходит при скольжении РНК-полимеразы вдоль матрицы ДНК. Каждый следующий нуклеотид спаривается с комплементарным основанием в ДНК-матрице, а РНК-полимераза «скрепляет» его с растущей цепью РНК фосфодиэфирными связями.

3) Терминация транскрипции происходит после достижения РНК-полимеразой нуклеотидны последовательностей ДНК, являющихся стоп-сигналами. Благодаря терминаторам цепи РНК образуются только опр-й длины.

По мере того, как транскрипция подходит к концу, синтезированная РНК отделятся от ДНК.

Первичные продукты транскрипции являются полными копиями транскриптонов ДНК – РНК-предшественники, в которых есть информативные и неинформативные участки. Такую РНК необходимо освободить от неинформативного груза и оставить только информативную часть молекул РНК.

Образуется 3 типа РНК-предшественников:

1. Предшественник мРНК (пре-мРНК)

2. Предшественник рРНК (пре-рРНК)

3. Предшественник тРНК (пре-тРНК).

В ядре все пре-РНК проходят стадию процессинга (созревания):

1. Вырезание неинформативных участков из пре-РНК

2. Сращивание информативных участков «разорванных» генов – сплайсинг

3. Модификация 5- и 3-концевых участков РНК

Процессинг пре-мРНК

1. Вырезание неинфомативных участков (интронов) пре-мРНК с помощью рибонуклеаз:

они гидролизуют фосфодиэфирные связи,начиная с 5-конца,и оставляют от пре-мРНК необходимую часть готовой мРНК.

2. Экзоны сращиваются в единую цепь с помощью РНК-лигаз.

3. Модификация 5- и 3-концов обр-ся мРНК:

К 5-концу присоединяется олигонуклеотид, который состоит из 2х или 3х метилированных нуклеотидов.

К 3-концу (у эукариот) присоединяется полиадениловый фрагмент – поли(А) с помощью поли(А)-полимеразы.

Процессинг пре-рРНК

Пре-рРНК обр-ся в ядрышке,где находятся транскриптоны рРНК. В ДНК ядрышка гены 18S и 28S рРНК входят в один транскриптон,где расположены попарно друг за другом. В пре-РНК их расположение такое же.

Размеры пре-рРНК достигают 45S. А в ходе процессинга остается чуть больше половины пре-рРНК и освобождаются зрелые 18S и 28S рРНК.

Часть нуклеотидов РНК подвергается модофикации (метилирование основанией метилтрансферазами).

Зрелые рРНК соединяются в ядре с белками рибосом и образуют малую и большую субъединицы рибосом.

Процессинг пре-тРНК.

Пре-тРНК содержит излишки примерно в 40 нуклеотидов. Они удаляются рибонуклеазами.

Затем происходит метилирование оснований тРНК.

Окончастельно зрелая тРНК образуется путем присоединения акцепторного конца (ЦЦА) с помощью спец-й РНК-полимеразы.