 |
Рис. 43. Образование шпильки РНК в сайте терминации (цит. по Murray, 2003)
|
|
|
|
Рис. 43. Образование шпильки РНК в сайте терминации (цит. по Murray, 2003)
Синтез ДНК на РНК (обратная транскрипция) осуществляется ферментом – обратная транскриптаза, или ревертаза, которая была открыта в 1970 г. Для её работы необходим праймер – тРНК. Онкогенные вирусы содержат РНК и под влиянием обратных транскриптаз на матрице РНК, к которой присоединен комплементарный олигорибонуклеотид, синтезируется ДНК с образованием гибридов РНК-ДНК. Далее на цепи ДНК синтезируется вторая цепь ДНК. Синтезированная ДНК может встраиваться в ДНК клетки-хозяина и передаваться в поколениях клеток. При определенных условиях ДНК вируса может активироваться.
А Б
Кор-фермент
Кор-фермент
 |
ДНК
Кор-фермент
Рис. 44. Терминация транскрипции (цит. по Weaver, 2004)
А - r-независимая; Б - r-зависимая
Посттранскрипционный процессинг РНК
Как правило, все виды РНК синтезируются в виде РНК-предшественников (пре-РНК). Они имеют большую молекулярную массу. В дальнейшем в процессе «созревания» (процессинга) превращаются в зрелые молекулы РНК.
Процессинг – процесс формирования зрелых (функционально активных) молекул РНК из предшественников – первичных транскриптов. Процессинг – совокупность биохимических реакций, в результате которых уменьшается молекулярная масса РНК-предшественника, осуществляются различные химические модификации с образованием зрелых РНК..
Процессинг РНК у прокариот.
Процессинг мРНК протекает редко, в основном, молекулы являются первичными транскриптами, которые взаимодействуют с рибосомами. Большинство мРНК полицистронны.
|
|
|
рРНК. В результате транскрипции образуется предшественник – первичный транскрипт
30S РНК и при участии специфических РНКаз формируются 3’- и 5’-концы рРНК.
тРНК. Предшественник тРНК на 20% длиннее зрелой молекулы. РНКаза Р отщепляет нуклеотиды с 5’-конца, а РНКаза Д отщепляет нуклеотиды с 3’-конца до достижения 3’- концевой последовательности ЦЦА. Если последовательности ЦЦА в РНК нет, то она синтезируется внематрично с помощью фермента – тРНК-нуклеотидил-трансферазы.
Процессинг РНК у эукариот.
мРНК. Предшественником мРНК является г-яРНК.. Образование зрелых молекул мРНК начинается на стадии элонгации транскрипции (рис. 45). Происходит кэпирование 5'-конца растущей цепи РНК (образование 7-метил-ГТФ). Кэп защищает 5'-конец мРНК от действия нуклеаз и узнается рибосомами в ходе инициации трансляции.
После транскрипции г-яРНК к 3’-концу молекулы полиА-полимераза внематрично синтезирует полиА-«хвост» (полиадениловые нуклеотиды), состоящий примерно из 200 остатков АМФ и защищающий мРНК от расщепления РНКазами. Субстратом реакции является АТФ.
 |
Рис. 45. Процессинг г-яРНК(цит. по Hartwell, et al., 2003)
Эукариотические гены имеют прерывистое строение. Гены эукариот состоят из чередующихся экзонов (последовательность нуклеотидов, представленных в мРНК) и интронов (последовательности нуклеотидов, которых нет в мРНК). В процессинге происходит вырезание интронных участков и сшивка последовательностей РНК, соответствующих экзонам в ДНК с образованием мРНК – сплайсинг (мор. сшивка концов канатов без узлов). Размеры интронов разнообразны и длиннее экзонов (100-10000 нуклеотидов и более). Интроны начинаются с ГУ (5’-конец) и заканчиваются АГ(3’-конец)-последовательностями. Число интронов может варьировать: от 1 до нескольких десятков.
|
|
|
В ядре интроны удаляются при участии малых ядерных рибонуклеопротеинов (мяРНП), которые образуют комплекс, или сплайсосому. Сплайсосомы гидролизуют 3', 5'- фосфодиэфирные связи на границе интрон – экзон и связывают экзоны между собой. Ферментативной активностью обладают РНК в составе мяРНП. (рис. 46).
Таким образом, созревание мРНК включает следующие этапы: кэпирование 5'-конца;
присоединение полиА-последовательности к 3'-концу и сплайсинг (рис. 47).
Если в первичном транскрипте закодирована информация о нескольких мРНК, то возможно несколько вариантов сплайсинга и образование различных зрелых мРНК. Такой сплайсинг называется альтернативным (рис. 48) и ведет к получению родственных, но различающихся по первичной структуре молекул мРНК. Так, в парафолликулярных клетках щитовидной железы в ходе транскрипции гена кальцитонина образуется мРНК, содержащая информацию о гормоне, ответственном за регуляцию обмена ионов кальция. В мозге тот же первичный транскрипт подвергается другому виду сплайсинга, в результате чего образуется мРНК, кодирующая белок, ответственный за вкусовое восприятие.
 |
|
|
|
