 |
Как только произошло узнавание (позиция 1), РНК-полимераза перемещается в позицию 2
|
|
|
|
Транскрипция и трансляция.
Рассмотрим, как из кода ДНК появляются белки.
Передача этой информации начинается с транскрипции – копирования
последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность цепи РНК,
называемой матричной РНК (мРНК).
А в процессе трансляции на основании мРНК синтезируются белки.
3 этапа транскрипции:
Инициация – последовательность ДНК, транскрибируется в одну сторону ИРНК,
начинается с промотора на 5* и заканчивается терминатором на 3*.
Это единица транскрипции.
РНК-полимераза узнает промотор – фрагмент длиной 41-44п.н.
Транскрипция ДНК идет в направлении 5-3*
Определение: оперон - единица транскрипции у прокариот.
В начале каждого оперона находится промотор.
В конце каждого оперона находится терминатор. Перед терминатором располагаются структурные гены, или цистроны.
Между промотором и цистронами может находиться оператор.
Существуют моно-, олиго- и полицистронные опероны.
Определение: промотор - особая последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой как посадочная площадка и старт синтеза РНК.
Только с промотора может начаться синтез специфической РНК.
Определение: терминатор - особая последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая РНК-полимеразой как финиш транскрипции.
Определение: цистрон - последовательность нуклеотидов ДНК, кодирующая один полипептид (в большинстве случаев - белок) или одну tРНК, или одну rРНК.
В большинстве случаев цистроны объединяются в оперон по следующему принципу: закодированные в них белки принимают участие в одной биохимической цепи реакций.
Определение: оператор - особая последовательность нуклеотидов ДНК, узнаваемая белком-репрессором.
|
|
|
У оператора диспетчерская функция - он разрешает или запрещает синтез РНК.
Асимметричность
Транскрибируются обе цепи ДНК, но в каждом отдельном опероне только одна из них. Какая именно, определяется положением промотора и терминатора.
Особенности структуры промотора
Для изучения структуры промоторов провели следующий эксперимент.
При оптимальных условиях связывания получили комплекс РНК-полимеразы с ДНК.
Этот комплекс обработали ДНК-азой, и таким образом гидролизовали всю ДНК, незащищенную РНК-полимеразой.
После этого отделили РНК-полимеразу от оставшихся фрагментов ДНК. Опять создали оптимальные условия для образования комплекса. Комплекс не образовывался.
Отсюда следует вывод, что узнавание и прочное связывание происходит на разных участках ДНК.
Эти участки отличаются и по первичной, и по вторичной структуре. Путем секвенирования выявили структуру многих промоторов.
У большинства из них имеются общее свойство.
РНК-полимераза узнает промотор, покрывая 40-60 пар нуклеотидов. В промоторе узнается взаимное расположение двух расплавленных AT-богатых участков. В каждом из них расплавлено 4-6 пар. Центры этих участков находятся в положенях "-10" и "-35". Принципиально важным является расстояние между расплавленными участками. Оно колеблется от 16 до 19 п.н. Искусственное увеличение этого расстояния до 20 п.н. или уменьшение его до 15 п.н. приводит к тому, что РНК-полимераза не узнает испорченный промотор.
Узнавание и прочное связывание
Как только произошло узнавание (позиция 1), РНК-полимераза перемещается в позицию 2
Элонгация - последовательное наращивание цепи РНК (или продолжение транскрипции).
Скорость элонгации 40-50 нукл./сек.
Для комплементарного синтеза РНК необходим разрыв водородных связей в ДНК. Core -фермент РНК- полимеразы покрывает примерно 40 пар нуклеотидов (4 витка спирали ДНК).
|
|
|
Разрыв водородных связей на 4-х витках спирали - очень энергоемкий процесс. Он не был обнаружен при изучении транскрипции.
|
|
|
