4. Молекулярные механизмы транскрипции у прокариот. Фазы транскрипции.

Транскрипция — это процесс синтеза РНК на основе ДНК, осуществляемый с помощью фермента — РНК-полимеразы. У прокариот эта ферментная система значительно проще и компактнее, чем у эукариот, что делает её более понятной для моделирования и изучения.

Транскрипция - процесс считывания генетической информации с двуцепочечной молекулы ДНК на одноцепочечную молекулу иРНК. Протекает в три стадии: 1. Инициация 2. Элонгация. 3. Терминация Инициация: процесс начинается после присоединения к промотору молекулы ДНК фермента РНК-полимеразы, по цепи молекулы ДНК фермент движется в направлении 3'--->5'.

Элонгация: осуществяется синтез иРНК с соблюдением принципа комплементарности. Причем транскрибируется только одна из двух цепей ДНК которая называется кодогенной.

Терминация: синтез иРНК завершается когда РНК-полимераза встречает у себя на пути особую последовательность - терминатор транскрипции или стоп-кодон. На этом транскрипция прекращается.

5. Особенности функционирования транскриптона.

• Транскриптоны специфичны по своему времени и месту возникновения. Регуляция их синтеза и активности обеспечивает точечное выражение генов.

• Транскриптоны — достаточно динамичные молекулы; их синтез, созревание и деградация регулируются клеткой.

• Стабильность транскриптонов зависит от наличия защитных структур, белков и химических модификаций — это важно для правильного дальнего функционирования.

• После созревания многие транскриптоны экспортируются из ядра (у эукариот). У прокариот транскриптоны функционируют прямо в цитоплазме.

• - Транскриптоны (особенно мРНК у эукариот) подвержены точной локализации внутри клетки — например, в области клетки, где будет происходить трансляция или другие функции.

Долговечность	Различия достигаются количеством и стабильностью транскриптонов: мРНК быстро разлагаются, тРНК и рРНК — более стабильны
Регуляция уровня	Множество механизмов — от транскрипционного контроля до посттранскрипционных модификаций
Транспорт и локализация	Важны для правильного функционирования, особенно у эукариот (например, транспорт мРНК в цитоплазму)
Модификации	Метилирование, ацетилирование — влияют на активность, стабильность или взаимодействие транскриптонов
Обновление и деградация	Постоянный баланс синтеза и разложения обеспечивает гомеостаз и ответы на стимулы

6. Процессинг. Информоферный цикл.

Информоферный цикл — это сложная многоступенчатая последовательность процессов, которая обеспечивает передачу, переработку и регуляцию информации внутри клетки, особенно в контексте функционирования молекул РНК (например, мРНК, тРНК, рРНК). Этот цикл — это механизм, посредством которого клетка принимает информацию о внешней и внутренней среде, трансформирует её и использует для регуляции своей деятельности. Он включает в себя считывание, обработку, передачу и использование информации. Связан с биосинтезом и модуляцией RNA, белков и других молекул. Можно представить его как цепь взаимосвязанных процессов, обеспечивающих целостность и адаптивность клеточной системы.

1. Считывание информации — транскрипция и первичный транскрипт: Процесс начинается с выражения гена: осуществляется транскрипция ДНК в исходный (первичный) транскрипт РНК. Эта транскрипция позволяет клетке "услышать" внутренние или внешние сигналы, закодированные в ДНК. В этом этапе возникает минимальная информация о том, как клетка должна реагировать или преобразовывать окружающую информацию.

2. Модификация и обработка транскрипта — лимитирование и сплайсинг: Первичные транскрипты (предшественники мРНК, тРНК, рРНК) проходят через процессинг — модификации, удаления ненужных участков, добавление защитных "шин".

Важные процессы: Кэпирование у мРНК — добавление 5'-модифицированного гАП-нуклеотида для защиты и регуляции трансляции. Поли-Алирование — добавление поли-А хвоста у мРНК для повышения стабилизации. Сплайсинг — удаление интронов и соединение экзонов у мРНК. Модификации тРНК и рРНК — метилирование, псевдоуридилирование и прочие химические изменения. Такой обработанный транскрипт становится стабильнее, функциональнее и более пригодным для последующих этапов.

3. Цифровая и событийная передача информации — экзоцитоз, транспорт, сигнализация: Обработанный транскрипт, в частности мРНК, транспортируется к месту трансляции (в цитоплазму или внутри органелл). В случае, например, белковых рецепторов или регуляторных белков — происходит связка сигнала с транскрипторной системой, активируя или репрессируя гены.

4. Реализация — транслотация (использование информации): Обработанный и транспортированный транскриптон используется для синтеза белков или выполнения других функций: участвует в метаболизм, сигнализации, регуляции.

5. Обновление и редупликация: После выполнения функции транскриптоны деградируют или перерабатываются через экзоназы, и цикл по необходимости повторяется. Также в ходе цикла осуществляется микроциркуляция или ремоделирование молекул, что обеспечивает динамическую адаптацию.