Материал: Biokhimia_v_risunkakh
По мере продвижения кор-фермента происходит расплетание ДНК – как бы движется «пузырь транскрипции», содержащий около 18 п.о. в расплетенном виде. Как только одна п.о. становится раскрученной перед 3 ’-концом растущей цепи РНК, одна п.о. скручивается за «хвостом» РНК-полимеразы.
В результате элонгации образуется гибрид ДНК-РНК.
На этом этапе действует ингибитор элонгации -
стрептолидигин
3. Терминация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У E.coli . большинство генов терминируются 2 путями: |
|
||||||||
1) |
путем формирования структур типа «шпильки» в РНК, в результате чего |
||||||||
|
ослабляется связь между РНК-полимеразой, матрицей (ДНК) и самой РНК. Эти |
||||||||
|
структуры образуются благодаря копированию сигналов терминации, которые |
||||||||
|
представляет собой определенную последовательность в рамках кодирующей |
||||||||
|
цепи ДНК. Специфичными для терминирующих участков являются |
||||||||
|
палиндромы |
(обратные повторы) и полиА-последовательности. Транскрипт |
|||||||
|
с этого участка имеет форму шпильки с концевой |
УУУУ- |
|||||||
|
последовательностью. |
|
|
||||||
2) |
путем узнавания терминирующей последовательности специальным белком- |
||||||||
|
p-фактором. |
|
|
|
|
|
|
При взаимодействии |
ρ-фактора с |
|
|
|
|
|
|
|
РНК-полимеразой она теряет |
||
ДНК- |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
сродство к ДНК и комплекс |
|||
матрица |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
распадается: |
фермент |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
отделяется от ДНК, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
терминирующий |
|
|
||||
|
|
|
|
высвобождаются |
фактор и и |
||||
|
|
|
участок |
ДНК |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
первичный транскрипт, т.е. РНК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
После терминации кор-фермент, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
отделившись от ДНК-матрицы и |
|
|
|
ρ-фактор |
|
|
|
связавшись с новой молекулой |
|||
первичный транскрипт |
|
|
сигма-фактора, приступает к |
||||||
|
|
|
|
|
|
синтезу новой молекулы РНК. |
|||
|
(РНК) |
|
РНК- |
|
полимераза |
||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
137 |
Модификация РНК
У прокариот м-РНК синтезируется сразу в зрелом виде.
У эукариот все первичные транскрипты , образующиеся с помощью РНКполимеразы II, подвергаются процессингу (созреванию) в период между их синтезом и началом реализации соответствующей функции - в роли мРНК, тРНК или рРНК.
Процессинг - сложный процесс, включающий “кэпирование”, |
7-метил- |
||||
реакции расщепления и лигирования |
(сплайсинг), |
||||
присоединение дополнительных концевых нуклеотидов и |
гуанозинтрифосфат |
||||
нуклеозидную модификацию |
|
|
«кэп» |
||
“Кэпирование” |
- присоединение к 5-концу мРНК |
5’-конец |
|||
|
|||||
метилгуанозинтрифосфата (связь 5-5), происходит еще в ядре, в |
|
||||
процессе элонгации, когда длина цепи РНК достигает около 30 |
|
||||
нуклеотидов. РНК-полимераза |
II |
сразу после инициации |
|
||
«метит» 5’-конец особой меткой, которая получила название |
|
||||
«кэп» (сар – кепка, англ.). |
Она отщепляется от 5’-концевого |
м-РНК |
|||
НТФ последний фосфат, заменяя его остатком ГМФ, |
|
||||
прикрепленной необычной 5’-5’ фосфо-эфирной связью. Далее |
|
||||
метилируется гуанин в положении 7 пуринового кольца. Сар (7- |
|
||||
метилгуанозинтрифосфат) защищает |
м-РНК от действия |
|
|||
экзонуклеаз и отвечает за будущее связывание ее с рибосомой. |
|
||||
Полиаденилирование |
- |
присоединение к 3 ’- концу |
|
||
синтезированного транскрипта от 20 до 200 остатков АМФ с |
|
||||
помощью фермента полиаденилатполимеразы. |
поли-А- |
|
последовательность |
||
Синтезированный «поли-А-хвост» также защищает м-РНК от |
||
3’-конец |
||
экзонуклеаз (с 3’-конца) и способствует выходу м-РНК из ядра. |
||
|
Сплайсинг – точнее вырезание неинформативных участков ( интронов) и сшивание несущих смысловую нагрузку экзонов. При этом экзоны соединяются в том порядке, в каком они присутствовали в первичном транскрипте. Альтернативный сплайссинг, при котором изменяется распределение экзонов одного транскрипта, позволяет увеличить генетическое разнообразие генома (увеличение количества различных белков) без увеличения количества генов.
Все три класса РНК транскрибируются с генов, которые содержат интроны.(до нескольких тысяч нуклеотидов).
Из 25 % длины ДНК, которые кодируют ~ 30 тысяч белков, только 1,1 % - энзоны, а ~24% -интроны. Считается, что присутствие интронов защищает функционально активную часть генома клетки от повреждающего действия химических или физических (лучевых) факторов. 138
V. Трансляция - биосинтез белка
Трансляция- это перевод генетического текста мРНК в линейную последовательность аминокислот в полипептидной цепи белка.
Чтобы аминокислота «узнала» свое место в будущей полипептидной цепи, она должна связаться с транспортной РНК (тРНК), выполняющей адапторную функцию: с одной стороны, «узнает» кодон на мРНК, с другой – связывается с соответствующей этому кодону аминокислотой.
Все т-РНК имеют одну полинуклеотидную цепь, отдельные участки которой образуют спиралевидные петли - “шпильки” за счет водородных связей А-Т и Г – Ц ( 70% п/п цепи), в результате образуется пространственная конфигурация в виде “ клеверного листа”.
Благодаря антикодону -триплету в средней части молекулы тРНК, комплементарному определенному кодону на мРНК, тРНК “читает” текст на м-РНК, а с помощью акцепторного участка на 3-конце - ЦЦА ( обязательного для всех т-РНК) - присоединяет соответствующую аминокислоту с образованием аминоацил-тРНК.
Специфическое взаимное узнавание аминокислоты и тРНК происходит с помощью фермента - аминоацил-тРНК-синтетазы (АРС-азы). Этот фермент узнает и связывает тРНК, а затем переносит аминокислотный остаток на 3’-ОН группу концевого аденозина, присоединяя ее сложно - эфирной связью:
аминокислота + тРНК + ATP |
|
аминоацил-тРНК + АМР + РР |
|
||
аа-тРНК-синтетаза |
139 |
|