10. Этапы биосинтеза днк - инициация, элонгация, терминация, роль днк-полимераз.

1-й этап - инициация:

• Топоизомераза I - ослабляет суперспирализацию ДНК

• Белок Rep Хеликаза - раскручивает ДНК в репликационной вилке

• SSB - связывается с одноцепочечной ДНК в репликативной вилке для предотвращения образования двойной спирали

• Праймаза (РНК-полимераза) - синтезирует РНК-затравку

2-й этап – элонгация:

• ДНК-полимераза III - полимераза, катализирующая репликацию

• ДНК-полимераза I - удаляет РНК-затравку, заполняя пробел

• ДНК лигаза - катализирует образование 3 - 5 -фосфодиэфирной связи, соединяя фрагменты Оказаки

3-й этап – терминация: когда исчерпана ДНК-матрица и репликация прекращается

• Топоизомераза II - разделяет ДНК после репликации

11. Биосинтез рнк, его регуляция, роль рнк-полимераз. Процессинг рнк, его биологическое значение. Альтернативный сплайсинг. Регуляция экспрессии генов иммуноглобулинов.

Молекула ДНК, хранящая генетическую информацию, непосредственного участия в синтезе белка не принимает, но с нее по мере необходимости считывается информация, то есть специфические участки ДНК копируются (транскрибируются) в виде РНК с последующей трансляцией в полипептидную цепь белка. Транскрипция, как и репликация ДНК, - эндоэргический процесс, сопряженный с использованием нуклеозидтрифосфатов в качестве субстратов и источников энергии.

ТРАНСКРИПЦИЯ - это синтез всех видов РНК по матрице ДНК, осуществляемый ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой.

Принципы транскрипции:

1. Комплементарность.

2. Антипараллельность.

3. Униполярность.

4. Беззатравочность.

5. Асимметричность

РНК синтезируется комплементарно и антипараллельно транскрибируемой цепи ДНК. Рост цепи РНК идет только в направлении 5‘-3'. Для начала синтеза РНК фермент не нуждается в поли- или олигонуклеотидной затравке.

Транскрипция осуществляется ДНК-зависимыми РНК-полимеразами. Эукариотические клетки обычно содержат три различных типа РНК-полимераз:

• РНК-полимераза-1 катализирует синтез РНК с коэффициентом седиментации 45S, кото-рая является предшественником трех различных рибосомных РНК (28S рРНК, 18S рРНК, 5,8S рРНК).

• РНК-полимераза-2 синтезирует гяРНК (гетероядерные), которые служат предшественниками мРНК (матричной) и мяРНК (малоядерной).

• РНК-полимераза-3 транскрибирует гены, кодирующие тРНК, 5S РНК и некоторые мяРНК

Субстратами для РНК-полимераз служат рибонуклеозид-трифосфаты (активированные нуклеотиды). Весь процесс транскрипции осуществляется за счет энергии макроэргических связей актвированных нуклеотидов.

Механизм синтеза РНК по многим свойствам напоминает синтез ДНК. Для работы РНК-полимеразы необходимы:

1. Матрица. Роль матрицы, как правило, выполняет двуцепочечная ДНК.

2. Субстраты. Необходимы все четыре рибонуклеозид трифосфата АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ.

3. Ионы двухвалентных металлов. Обычно это ионы Mg²⁺.

Схема синтеза РНК может выглядеть следующим образом:

аАТФ + bГТФ + cЦТФ + dУТФ  РНК + (a+b+c+d) пирофосфат.

Синтез молекулы РНК идет в направлении 5’ 3’ с перемещением фермента по матрице в направлении 3’ 5’. Механизм соединения нуклеотидов под влиянием РНК-полимеразы подобен синтезу ДНК и заключается в нуклеофильной атаке внутреннего фосфата очередного рНТФ 3’-ОН группой на конце растущей цепи. Необратимость реакции связана с гидролизом пирофосфата, высвобождаемого в реакции синтеза РНК.

Однако существует и ряд особенностей в синтезе РНК. РНК-полимераза не нуждается в затравочном олигонуклеотиде (праймере), включает в синтезируемую цепь РНК рибонуклеотиды, вместо дезоксирибонуклеотидов, перемещается значительно медленнее по матрице (приблизительно 50-100 оснований/сек для РНК против около 1000 оснований/сек для ДНК). Точек инициации транскрипция намного больше чем у репликации. Число молекул РНК-полимераз в клетке намного больше, чем ДНК-полимераз. Наконец, точность полимеризации РНК - намного ниже, чем ДНК. Это допустимо, так как дефектные молекулы РНК могут быть просто удалены и взамен синтезированы новые «правильные» молекулы.