
- •Транскрипция
- •Центральная догма генетики.
- •Транскрипция ДНК → РНК
- •Синтез РНК на ДНК-матрице – последовательность синтезированной мРНК комплементарна последовательности одной из цепей
- •Подтверждение роли РНК как посредника между ДНК и белком:
- •Все это говорит о том, что генетическая информация, записанная в ДНК, передается на
- •Гены – транскрибируемые участки ДНК
- •Знаки начала и окончания матричных синтезов
- •Принципы транскрипции
- •Асимметричность
- •Общие параметры транскрипции
- •Транскрипция генов в хромосоме
- •РНК-полимераза
- •Промоторы, связывание с ДНК-матрицей и -субъединица
- •У прокариот, подобных E. coli, σ (sigma) субъединица RNA polymerase связывается с районом
- •Промоторы разных генов слегка отличаются.
- •Важны два понятия 1) консенсусные последовательности ДНК – гомологичные
- •Инициация транскрипции и элонгация РНК
- •После инициации, σ (сигма) субъединица отделяется от холофермента, и продолжается удлинение цепи под
- •После прохождения всего гена фермент встречает сигнал терминации. Терминальная последовательность длиной около 40
- •Гены, кодирующие близкородственные продукты, у бактерий часто сгруппированы на хромосоме. Часто эти прилегающие
- •Транскрипция у эукариот
- •Первичный РНК-транскрипт подвергается процессингу или созреванию – обычно к 5’ концу добавляется кэп,
- •Инициация транскрипции у эукариот
- •Один из таких цис-элементов – ТАТА-бокс или блок Голдберга- Хогнесса – был обнаружен
- •Второй цис-элемент – СААТ-бокс локализован в промоторах большинства генов, примерно на 80 нуклеотидов
- •Другой класс цис-активирующих элементов – энхансеры, которые локализуются на обоих концах (3’ и
- •Эукариотическая РНК-полимераза (RNP) существует в трех уникальных формах, каждая из которых транскрибирует различные
- •Гетерогенные ядерные РНК и их процессинг – кэпы и хвосты
- •Первичная посттранскрипционная модификация эукариот
- •Затем обнаружили, что гяРНК и иРНК имеют на 3’ конце последовательность из 250
- •У эукариот, начальный транскрипт называется гетерогенной ядерной РНК (hnRNA), или пре-мРНК, содержащей некодирующие
- ••Поли-А "хвост" добавляется с разрезанному 3‘-концу.
- •Интроны и прерывистые гены
- •Большинство эукариотических генов содержат интроны. Ген овальбумина кур в основном «молчащий", содержит семь
- •Подавляющее большинство эукариотических генов содержит интроны, есть всего несколько исключений. Экзоны составляют 15%
- •Процессинг (созревание) пре-иРНК играет регуляторную роль в экспрессии генов. К примеру, некоторые интроны
- •Трансляция
- •и-РНК → БЕЛОК
- •Матричный принцип в трансляции – генетический код
- •Участники трансляции Переводчики:
- •Какие молекулы в клетке знают генетический код?
- •Адапторная гипотеза Крика
- •Транспортные РНК
- •Сколько разных т-РНК ?
- •АРСазы
- •Матричная РНК
- •Этапы трансляции
- •Инициация трансляции
- •Инициация
- •Элонгация
- •фМет
- •Терминация
- •Параметры трансляции
- •Структура рибосом
- •Рибосомы прокариот состоит из большой и малой субъединиц. Обе субъединицы состоят из одной
- •Эукариотические рибосомы структурно похожи на прокариотические, состоят из большой и малой субъединиц, каждая
- •Степеь избыточности генов, кодирующих рРНК.
- •Структура тРНК
- •1965 г. – Р. Холли расшифровал последовательность тРНК аланина. Оказалось, что ряд нуклеотидов
- •tRNA нуклеотиды могут содержать азотистые основания, модифицированные после
- •Холли предложил двумерную модель молекулы тРНК в виде клеверного листа – несколько спаренных
- •Молекула тРНК содержит много модифицированных оснований и содержит ряд стеблей и петель, сложенных
- •Анализ структуры других тРНК выявил много общего.
- •Зарядка молекул тРНК
- •«Зарядка» тРНК начинается, когда аминоацил-тРНК-синтетаза катализирует превращение аминокислоты в аминоациладениловую кислоту.
- •Инициация трансляции в E.coli затрагивает рибосомы, мРНК, энергоноситель GTP, несколько факторов инициации (IFs)
- •Инициация трансляции.
- •Элонгация трансляции: шаг 1.
- •Элонгация трансляции: шаг 2.
- •Элонгация трансляции: шаг 3.
- •Элонгация трансляции: шаг 4.
- •Элонгация трансляции: шаг 5.
- •Элонгация трансляции: шаг 6.
- •Терминация синтеза белка сигнализируется появлением стоп-кодона на A site: UAG, UAA, или UGA.
- •Полирибосомы
- •Полисома
- •Трансляция у эукариот
- •Инициация трансляции у эукариот имеет свои особенности. За счет появления на 5’ конце
- •В трансляции участвуют белки, сходные или гомологичные факторам инициации, элонгации и терминации у
После прохождения всего гена фермент встречает сигнал терминации. Терминальная последовательность длиной около 40 п.н. особенно важна для прокариот, поскольку расположена вблизи конца одного гена и слева от следующего. В ряде случаев окончание синтеза РНК зависит от фактора терминации или ρ-фактора – крупного белкового гексамера, который взаимодействует с транскриптом. В точке терминации транскрипции синтезированная молекула РНК освобождается от ДНК-матрицы, а коровый фермент диссоциирует. Эта РНК полностью комплементарна матричной цепи ДНК.
Гены, кодирующие близкородственные продукты, у бактерий часто сгруппированы на хромосоме. Часто эти прилегающие друг к другу последовательности, за исключением последней в кластере, не имеют сигналов терминации, и РНК транскрибируется со всего кластера сразу. Такая иРНК кодирует несколько белков и называется полицистронной иРНК (бактериальные гены – цистроны). Продукты этих генов обычно функционируют одновременно, поэтому такая транскрипция очень эффективно позволяет быстро транскрибировать всю нужную генетическую информацию. У эукариот обычно транскрибируется моноцистронная мРНК.
Транскрипция у эукариот
Механизмы в основном сходны, но есть и различия. Основные:
Транскрипция у эукариот происходит в ядре с участием 3 форм РНК-полимеразы.
В отличие от прокариот РНК-транскрипты у эукариот не ассоциируют с рибосомами до окончания транскрипции.
Трансляция на иРНК происходит после ее выхода из ядра в цитоплазму
Первичный РНК-транскрипт подвергается процессингу или созреванию – обычно к 5’ концу добавляется кэп, а к 3’ концу хвост (полиА-фрагмент), внутренняя последовательность РНК тоже модифицируется. Первичные транскрипты (пре-мРНК) намного длиннее зрелых иРНК и локализованы в ядре клетки, образуя группу гетерогенных ядерных РНК (гяРНК). Эти гяРНК в комплексе с белками формируют гетерогенные ядерные рибонуклеотидпротеиновые частицы (гяРНП). Около 25% гяРНК затем превращается в иРНК в процессе сплайсинга, когда вырезается значительная часть последовательностей РНК, а оставшиеся фрагменты сшиваются, образуя готовую к трансляции иРНК.
Инициация транскрипции у эукариот
Эффективность начала транскрипции РНК- полимеразой определяется по меньшей мере тремя цис-активирующими элементами эукариотического гена.
Один из таких цис-элементов – ТАТА-бокс или блок Голдберга- Хогнесса – был обнаружен в области промотора на 30 нуклеотидов левее стартовой точки транскрипции (-30). Консенсусная последовательность этого элемента состоит из гептануклеотида, включающего только А и Т и гомологична области промотора (-10) в прокариотических генах. Поскольку ТАТА-бокс встречается в большинстве эукариотических генов, его относят к неспецифическому сайту транскрипции, который способствует денатурации двойной спирали из-за меньшей прочности связей А-Т.
Второй цис-элемент – СААТ-бокс локализован в промоторах большинства генов, примерно на 80 нуклеотидов левее стартовой точки транскрипции (-80) и представляет собой последовательность ГГССААТСТ. У большинства генов на 5’ конце один или два регуляторных элемента, среди которых ТАТА и СААТ-боксы. Локализованы эти элементы были с помощью делеций.
Другой класс цис-активирующих элементов – энхансеры, которые локализуются на обоих концах (3’ и 5’) и внутри генов. Они могут регулировать транскрипцию на расстоянии и очень важны для ее инициации.
Действие цис-активирующих регуляторных последовательностей дополняется транс-активирующими факторами которые улучшают связывание фермента с ДНК- матрицей. Эти белки относятся к факторам транскрипции и участвуют в связывании РНК-полимеразы II с промотором.

Эукариотическая РНК-полимераза (RNP) существует в трех уникальных формах, каждая из которых транскрибирует различные типы генов. Каждый фермент больше и сложнее, чем прокариотические RNP. RNP II отвечает за продукцию мРНК.
Гетерогенные ядерные РНК и их процессинг – кэпы и хвосты
Генетическая информация закодирована в матричной цепи ДНК и переписана на иРНК. У бактерий ДНК транскрибируется на последовательность мРНК, которая транслируется в аминокислотную согласно генетическому коду, у эукариот трансляции предшествует процессинг иРНК
К 1970 г. – эукариотическая иРНК сначала транскрибируется с ДНК в виде предшественника гораздо большей длины, чем иРНК, которая транслируется. Предположили, что первичный очень длинный РНК-транскрипт после процессинга в ядре выходит в цитоплазму в виде зрелой более короткой иРНК