Первичная посттранскрипционная модификация эукариот

РНК-транскриптов состоит в присоединении к 5’ концам молекул 7-метилгуанозина или (7mG)-кэпа. Кэп

добавляется еще до полного завершения транскрипции и защищает 5’ конец РНК от действия нуклеаз. Зрелая иРНК с кэпом на 5’ конце выходит в цитоплазму. Кэп образуется за счет присоединения 5’ конца ГТФ к концевому основанию иРНК в 5’ положении. У некоторых эукариот эта структура метилируется

Затем обнаружили, что гяРНК и иРНК имеют на 3’ конце последовательность из 250 А остатков. Эта полиА-последовательность добавляется после присоединения кэпа. Сначала 3’ конец РНК отщепляется ферментами в точке, отстоящей от высококонсервативной последовательности ААУААА на 10-35 нуклеотидов, затем происходит полиаденилирование этого конца. ПолиА-хвост есть почти у всех иРНК разных эукариот, за исключением транскриптов гистоновых генов

Последовательность АААУАА есть не у всех эукариотических РНК- трансриптов, что связано видимо с мутациями, препятствующими полиаденилированию. В отсутствие 3’ конца РНК-транскрипты быстро деградируют под действием ферментов. Таким образом, 5’ кэп и 3’ хвост очень важны для дальнейшего процессинга и транспортировки иРНК в цитоплазму

У эукариот, начальный транскрипт называется гетерогенной ядерной РНК (hnRNA), или пре-мРНК, содержащей некодирующие участки, называемые промежуточными последовательностями (интронами).

«Кэп" добавляется к 5 'концу.

Сегмент нуклеотидов удаляется с 3‘-конца

continue

•Поли-А "хвост" добавляется с разрезанному 3‘-концу.

•Некодирующие интроны удаляются.

•Кодирующие сегменты, называемые экзонами, соединеняются в процессе, называемом сплайсингом.

•Зрелая мРНК, состоящая из сплайсированных экзонов, теперь готова к выходу из ядра.

Интроны и прерывистые гены

В 1977 г. обнаружено, что гены вирусов, инфицирующие животные клетки, содержат внутренние последовательности, которые не обнаруживаются в зрелой иРНК. Они есть в молекулах предшественников иРНК, но удаляются до трансляции зрелых иРНК. Такие последовательности назвали интервентными или интронами, а гены, содержащие интроны, – прерывистыми. Последовательности, которые транскрибируются в зрелые мРНК и с которых транслируются полипептиды, назвали экзонами (от

expressed).

При сплайсинге происходит вырезание интронов и воссоединение экзонов.

Большинство эукариотических генов содержат интроны. Ген овальбумина кур в основном «молчащий", содержит семь интронов, которые вместе в два раза длиннее сегментов экзонов.

Подавляющее большинство эукариотических генов содержит интроны, есть всего несколько исключений. Экзоны составляют 15% длины коллагенового гена, в альбуминовом гене 8%, в гене дистрофине менее 1%. Отсутствие интронов только в гистоновых генах и, видимо, интерфероновых – причина этого не вполне понятна.

Процессинг (созревание) пре-иРНК играет регуляторную роль в экспрессии генов. К примеру, некоторые интроны в молекуле пре-иРНК относятся к одному гену, но могут сплайсироваться разными способами. Это приводит к появлению разных по составу экзонов иРНК. Такой альтернативный сплайсинг

характерен для иРНК, при трансляции которых образуются родственные белки или изоформы. При альтернативном

сплайсинге пре-иРНК образуется несколько близких белков, кодирующихся одним геном

Трансляция

и-РНК → БЕЛОК

•Синтез белка по матрице и-РНК, осуществляемый на рибосомах

•Самый сложный из матричных синтезов

–не просто копирование, а перевод с языка нуклеиновых кислот на язык белков. Словарь – генетический код.