Механізм транскрипції у еукаріот

1. Ініціація транскрипцій о-фактор РНК-полімерази знаходить на ДНК-ланцюгу промотор і зв’язується з ним. Потім ТАТА-фактор взаємодіє з відповідним сайтом на ДНК, що стимулює рух РНК-полімерази до місця початку синтезу ДНК (старт-сайт). В ході свого руху РНК- полімераза одночасно розкручує ланцюг ДНК.

2. Елонгація траскрипцїі. Починаючи від старт-сайту, РНК-полімераза за принципом комплементарності в на­ прямку 5'-3' будує ланцюг РНК на матриці ДНК.

3. Термінація транскрипції. РНК-полімераза будує лан­ цюг до тих пір, поки на мо­ лекулі ДНК не зустріне па­ ліндром - послідовність ну­ клеотидів, яка однаково чи­ тається в обох напрямках (Класичний приклад літера- турнго паліндрому - «А роза упала на лапу Азора»). Та­ кож сигналом закінчення транскрипції є полі-АТ-пари (АТ- аденін-тимін). У прокаріотів РНК одразу синтезується в зрілому вигляді. Однак, у еукаріотів синтезова­ на РНК {пре-РНК або гяРНК - гетерогенна ядерна РНК) є незрілою та функціонально неакти­ вною і потребує подальшої модифікації - процесінгу (дозріванню).

Посттранскрипційна модифікація рнк (процесію, дозрівання)

Процесінг - це утворення зрілих, функціонально активних РНК, які не є повністю ком­ плементарними матриці ДНК. Вони утворюються в ядрі, а потім направляються в цитоплазму

. Посттранскрипційна модифікація включає:

1. Кепування - це приєднання 7-метилгуанозину до 5'-кінця пре-мРНК. Проходить тільки при дозріванні мРНК. Значення: кеп ініціює трансляцію мРНК і захищає її від розщеплення РНК- азами.

2. Поліаденілування - це приєднання поліаденілової послідовності (АААА...) до З'-кінця пре- мРНК. Проходить лише при дозріванні мРНК. Значення: поліаденіловий фрагмент необхідний для руху мРНК із ядра в цитоплазму, а також захищає мРНК від розщеплення РНК-азами.

3. Сплайсінг - це вирізання неінформативних ділянок (інтронів) і зшивання екзонів. Вирізання інтронів проходить за участю малої ядерної РНК (мяРНК), яка впізнає інтрони, вирізає їх шля­ хом розщеплення 3'-5'-фосфодіефірних зв’язків на межі екзона і інтрона, а потім з’єднує екзони (мяРНК та її біологічна роль досліджена в роботах Томаса Чека). Сплайсінг проходить у всіх видах РНК. Внаслідок даного процесу пре-РНК значно вкорочуються (наприклад мРНК вкоро­ чується в 4 рази).

4. Метилування - приєднання метальних груп до РНК. Проходить при дозріванні лише рРНК і тРНК.

Інгібітори транскрипції (пригнічують або повністю блокують транскрипцію)

1. Антибіотики протитуберкульозні (рифампіцин, рифаміцин: інгібує РНК-полімеразу на стадії ініціації транскрипції)

2. Антиміцин Д, олігоміцин - пригнічують елонгацію транскрипції, так як зв’язуються з гуані­ ном і відповідно протидіють комплементарному утворенню пре-РНК 2. Алкалоїди (вінкристин, вінбластин) - протипухлинні засоби, інгібують посттранскрипційну модифікацію пре-мРНК і транспорт в цитоплазму зрілої мРНК.

3. Токсини (а-аманітин - отрута блідої поганки, інгібує РНК-полімеразу II).

Фактори та механiзм трансляцiї. Посттрансляційні зміни білків.

Трансляція - це переклад інформації з мови нуклеотидів мРНК на амінокислотну послі­ довність в поліпептидному ланцюгу (біосинтез білка у рибосомах).

Фактори трансляціі 1. Рибосоми - це органели клітин, що складаються з білка та рРНК. Вони містять 2 субодиниці: малу та велику. У прокаріотів мала субодиниця має константу седиментації Сведберга 308, а велика - 508. У еукаріотів константа седиментації малої субодиниці становить 408, а великої - 608. Субодиниці рибосом можуть перебувати в дисоційованому (неактивному) стані та в асо­ ційованому (активному) стані. Велика субодиниця рибосом містить два центри (сайти): • аміноацильний (А) - з ним звязується аміноацил-тРНК; • пептидильний (П або Р) - на ньому формуються пептиди.

2. 20 амінокислот.

3. Не менше 20 тРНК (оскільки всього 20 амінокислот), і не більше 61 тРНК (оскільки існує всього 61 змістовний кодон).

4. мРНК (ІРНК) - називається матричною (є матрицею для синтезу білка) або інформаційною (містить інформацію про послідовність амінокислот у майбутньому білку).

5. Аміноацил-тРНК-синтєтаза (кодаза) - активує амінокислоти та забезпечує їх сполучення з акцепторною ділянкою тРНК.

6. Пептидилтрансфераза - це фермент, що утворює пептидні зв’язки.

7. Білкові фактори ініціації: еукаріотичні (або прокаріотичні) ініціаторні фактори (еИ7).

8. Білкові фактори елонгації: еукаріотичні (або прокаріотичні) елонгаційні фактори (еЕР).

9. Білкові фактори термінації: еукаріотичний (або прокаріотичний) рилізінг-фактор (еІІГ).

10. АТФ, ГТФ - джерела енергії. 11. М^2+ - стабілізує структуру рибосом.

Пострансляційна модифікація поліпептиду - це сукупність процесів, що забезпечують дозрівання утворених під час трансляції поліпептидів.

До них відносяться:

• формування нормальної вторинної, третинної і четвертинної структур - називається фолдін- гом, який здійснюється за участю білків-шаперонів та ферментів фолдаз. Білки-шаперони огортають пептидні ланцюги з усіх сторін і тим самим попереджуть небажані їх взаємодії з оточуючими молекулами.

• частковий протеоліз - це відщеплення інгібіторного поліпептиду від активного центру фер­ менту, що викликає перетворення неактивного ферменту в активний (перетворення пепси- ногену в пепсин за участі хлоридної кислоти, трипсиногену в трипсин за участі ентерокіна- зи); хімічна модифікація амінокислот: > відрізання ініціаторної амінокислоти (метіоніну або формілметіоніну); > карбоксилування (приймає участь вітамін К); > фосфорилування; > йодування; > гідроксилування (приймає участь вітамін С); > ацилування; > глікозилування (приєднання олігосахаридів за участі ретинолу); > приєднання ліпідів, металів; > приєднання до білка сигнальних пептидів, які полегшують транспорт білків до їх місця призначення.