4. Процессинг первичных транскриптов у эукариот

Процессинг РНК – совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращению первичного транскрипта в зрелую РНК.

В зависимости от типа РНК (матричные, рибосомные, транспортные, малые, ядерные) их предшественники подвергаются разным последовательным модификациям.

• Кэпирование представляет собой присоединение к 5′ концу транскрипта 7- метилгуанозина через необычный для РНК 5′, 5′ − трифосфатный мостик, а также метилирование остатков рибозы двух первых нуклеотидов. Процесс кэпирования происходит во время синтеза молекулы мРНК.

• Полиаденилирование представляет фермент полимераза, который присоединяет 3′ концу транскрипта от 100 до 200 остатков адениловой кислоты.

• Сплайсинг – вырезание протяженных внутренних участков мРНК и ковалентное воссоединение оставшихся фрагментов через обычную фосфодиэфирную связь.

• Редактирование РНК – процесс, в котором информация, содержащаяся в молекуле РНК, изменяется путем химической модификации оснований.

• Метилирование – это модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК.

5. Обратная транскрипция

Обратная транскрипция – это процесс образования двуцепочечной ДНК на матрице одноцепочечной РНК. Этот процесс называется обратной транскрипцией так как передача генетической информации происходит в обратном направлении.

Обратная транскриптаза – фермент, который катализирует синтез ДНК на матрице РНК в процессе, называемом обратной транскрипцией. Обратная транскрипция необходима для осуществления жизненного цикла ретровирусов, например, вирусов иммунодефицита человека и T-клеточной лимфомы человека типов 1 и 2. После попадания вирусной РНК в клетку обратная транскриптаза, содержащаяся в вирусных частицах, синтезирует комплементарную ей ДНК, а затем на этой цепи ДНК, как на матрице, достраивает вторую цепь (рисунок 7).

Рисунок 7 − Обратная транскрипция

Ретровирусы − это РНК-содержащие вирусы, в жизненный цикл которых входит стадия образования ДНК обратной транскриптазой и внедрение ее в геном клетки хозяина в форме провируса.

Обратная транскриптаза, обладая еще и активностью РНК-азы Н, удаляет РНК в гибриде с ДНК, а за счет идентичности str3 и str5 этот одноцепочечный участок ДНК взаимодействует с 3'-концом второй молекулы РНК, которая служит матрицей для продолжения синтеза цепи ДНК. Затем РНК-матрица уничтожается и по образовавшейся цепи ДНК строится комплементарная. Образованная молекула ДНК длиннее РНК

Некоторые вирусы (такие как ВИЧ, вызывающий СПИД), имеют возможность транскрибировать РНК в ДНК. ВИЧ имеет РНК-геном, который встраивается в ДНК. В результате, ДНК вируса может быть объединено с геномом клетки-хозяина.

Главный фермент, ответственный за синтез ДНК из РНК, называется ревертазой. Одной из функций ревертазы является создание комплементарной ДНК (кДНК) из вирусного генома. Ассоциированный фермент рибонуклеаза H расщепляет РНК, а ревертаза синтезирует кДНК из двойной спирали ДНК. кДНК интегрируется в геном клетки-хозяина с помощью интегразы. Результатом является синтез вирусных протеинов клеткой-хозяином, которые образуют новые вирусы при митозе и мейозе передается дочерним клеткам и потомкам.