12. Реализация биологической информации в клетке.

а) Транскриптон, его особенности организации.

У эукариот структурно-функциональной единицей генома является транскриптон.

Транскриптон состоит из:

1) Промотор – участок ДНК, с которым связывается РНК-полимераза вместе с комплексом других белков;

2) Модуляторы – участки транскриптона, отвечающие за активность работы определенных генов, подразделяются на:

• санленсеры – снижают работу генов

• энхайсеры – ускоряют работу генов

3) Структурные гены – представлены и интронами (некодирующими последовательностями) и экзонами (кодирующими последовательностями)

4) Терминатор – конечный участок оперона, место завершения транскрипции

Логическая последовательность: энхайсер, санленсер, промотор, структурный ген

б) Особенности функционирование транскриптона.

В связи с тем, что ДНК эукариот содержит наряду с кодирующими и некодирующие последовательности, поэтому в процессе транскрипции вновь синтезированные молекулы иРНК также имеют прерывистое строение и содержат интроны – некодирующие последовательности; и экзоны – кодирующие последовательности. Поэтому особенность работы транскриптона состоит в том, что при «включении» сначала синтезируется про-иРНК, содержащая последовательности, комплементарные как экзонам, так и интронам.

Поэтому далее в ядре клетки происходит процессинг и-РНК – ферментативное разрушение неинформативной части и-РНК и расщепление информативной части на последовательности, комплементарные экзонам. Далее из фрагментов информативной части и-РНК формируется моноцистронная и-РНК посредством сплайсинга – сшивания фрагментов лигазами. Далее и-РНК выходит из ядра в рибосомы, происходит трансляция. Всё остальное происходит принципиально так же, как и в случае с опероном.

Существует ТАТА-блок (блок Хогнесса) и ЦААТ-блок (узнавание РНК-полимеразой).

в) Процессинг и его этапы.

Процессинг – это процесс созревания про-иРНК в иРНК.

Процессинг проходит в несколько этапов:

1) Кэпирование иРНК – т.е. присоединение к 5’-концу «колпачка» или кэпа - особого химического вещества, защищающего иРНК от разрушения в цитоплазме и способствующего ее распознаванию рибосомами.

2) Сплайсинг иРНК – т.е. вырезание интронов из про-иРНК. Оставшиеся последовательности РНК, соответствуют экзонам в ДНК и сшиваются между собой с образованием зрелой иРНК.

3) Полиаденилирование – присоединение к 3’-концу иРНК последовательности из 20-200 адениловых нуклеотидов. Эта последовательность повышает стабильность иРНК.

Кэпирование и полиаденилирование происходят еще на этапе транскрипции. Кэп образуется сразу после высвобождения из РНК-полимеразы 5'-конца синтезируемой РНК, а поли-А образуется сразу после терминации транскрипции.

г) Информоферы и их значение.

Информоферы – глобулярные белковые частицы, на которые наматывается по мере синтеза и роста молекула пре-РНК. Информоферы различают границы между экзонами и интронами и связываются лишь с экзонами. Интронные участки РНК между информоферами подвергаются вырезанию с помощью специальных РНП комплексов – сплайсосом.

д) Структурная организация зрелой и-РНК

Зрелая иРНК состоит из нескольких участков:

1) «5'-кэп»

2) 5'-нетранслируемая область, кодирующая (транслируемая) область

3) 3'-нетранслируемая область

4) 3'-полиадениновый «хвост»