13. Элонгация и терминация транскрипции.

Элонгация

Стадия элонгации иРНК имеет ряд аналогий с элонгацией ДНК. В качестве предшественников для нее необходимы рибонуклеозидтрифосфаты. Этап элонгации транскрипции, т.е. рост цепи иРНК, происходит путем присоединения рибонуклеозидмонофосфатов к 37-концу цепи с одновременным освобождением пирофосфата. Копирование у эукариот обычно осуществляется на ограниченном участке ДНК (т.е. в пределах гена), хотя у прокариот в ряде случаев транскрипция может проходить последовательно через несколько сцепленных генов (цистронов), формирующих единый оперон, и с одного общего промотора. В таком случае образуется полицистронная иРНК.

Терминация

Транскрипция завершается в специфическом участке ДНК, содержащем терминирующую последовательность. В клетках Е.соliвыявлен особый белок (ро- фактор), повышающий точность терминации. Белок присоединяется к З’концу растущей иРНК и продвигается по ней, постепенно приближаясь к ДНК и как бы преследуя РНК-полимеразу. В момент, когда РНК-полимераза останавливается в сайте-терминаторе, фермент захватывается ро-фактором и сбрасывается с ДНК. Терминатор содержит особую последовательность оснований, прочитывающуюся одинаково в обеих цепях ДНК, но в противоположных направлениях.

Например:

5’ ЦЦА ТГТ З’

3' ГТТ АЦЦ 5’

Такие симметричные структуры, называемые палиндромами, встречаются в различных участках ДНК и играют важную регуляторную роль. Палиндромы представляют собой районы двойной симметрии, поскольку ось симметрии проходит у них таким образом, что с каждой ее стороны находится одна и та же последовательность, но с противоположной ориентацией. Такие последовательности называют инвертированными повторами. Повторы в ДНК или РНК на небольшом участке изменяют их вторичную структуру, придавая ей форму креста или шпильки. Они распознаются различными ферментами в качестве регуляторных сигнальных элементов. Так, РНК-полимераза останавливается на ДНК, как только синтезируемая ею иРНК образует структуру шпильки, указывающую на то, что в данном участке ДНК находится палиндром.

14. Гетерогенная ядерная днк. Процессинг, сплайсинг.

Сравнение структуры ДНК соответствующей ей иРНК у эукариот привело к открытию прерывистого строения генов. Оказалось, что гены эукариот состоят из экзонов - последовательностей нуклеотидов, представленных в иРНК, и интронов - последовательностей, отсутствующих в иРНК. Отсюда было сделано заключение, что процесс экспрессии генов у эукариот включает этап, которого нет у бактерий: ДНК детерминирует синтез копии РНК, соответствующей последовательностям генома, однако это еще только РНК — предшественник, или про - иРНК. Непосредственно для образования белка она не используется. Для того чтобы РНК - предшественник превратилась в транслирующую иРНК, она должна пройти созревание, или процессинг. Сначала из РНК - предшественника должны вырезагься последовательности, соответствующие интронным участкам ДНК. Отграничение интронных последовательностей от экзонных подчиняется «правилу Шамбона»: интрон начинается с пары ГУ, а заканчивается парой АГ. После вырезания интронов, оставшиеся последовательности РНК, соответствующие экзонам в ДНК, объединяются между собой с образованием зрелой иРНК. Этот процесс называют сплайсингом (сшиванием) иРНК. Сплайсинг приводит к тому, что, хотя порядок расположения триплетов в эукариотическом гене соответствует порядку расположения кодируемых ими аминокислот в белке, расстояние между триплетами внутри гена не совпадает с расстояниями между соответствующими аминокислотами в белке. В результате сплайсинга иРНК составляет по длине лишь 1/10 первоначального транскрипта.