 |
Интроны содержат последовательности, необходимые для вырезания - 3'-сайт (акцепторный), 5'-сайт (донорный) и бранч-сайт
|
|
|
|
• мяРНК взаимодействуют с этими сайтами, способствуя вырезанию интронов.
Процесс удаления интронов включает:
• разрыв молекулы РНК на границе интрон-экзон со стороны 5’-конца интрона;
• образование сложнофирных связи между фосфатной группой первого нуклеотида интрона (Г) и гидроксильной группой рибозы (у 2’ атома углерода) аденозина, входящего в состав бранч-сайта. Сформировавшаяся структура напоминает лассо;
• удаление и последующее разрушение интрона;
• воссоединение экзонов посредством образования фосфодиэфирных связей.
Транс-сплайсинг - форма сплайсинга, при которой соединяются экзоны разных РНК
Аутосплайсинг (самосплайсинг) – сплайсинг преРНК, происходящий без участия каких-либо ферментов, т.е. преРНК сама является катализатором этого процесса (рибозимом).
У инфузории Tetrаchymenа thermophyla образуется 35S про-рРНК длиной 6400 нуклеотидов
• Без участия белков из этой про-рРНК вырезается интрон длиной в 414 нуклеотида
• Два экзона сшиваются с образованием 26S рРНК
ПРОЦЕССИНГ иРНК
Эукариоты
• Созревание мРНК происходит в ядре эукариотических клеток.
• Процессинг начинается, как правило, уже в ходе транскрипции.
• к 5’-концу мРНК присоединяется кэп
• На 3’-конец мРНК образуется полиА, сигналом для полиаденилирования является последовательность AAUAAA, расположенная за 11-30 нуклеотидов до сайта полиаденилирования.
• Некоторые мРНК экариот не имеют полиА
• мРНК подвергаются сплайсингу
Процессинг иРНК прокариот
• иРНК прокариот, как правило, процессингу не подвергается, потому что у них процессы транскрипции и трансляции сопряжены
Лишь в единичных случаях иРНК прокариот имеет полиА и подвергается сплайсингу
|
|
|
Процессинг тРНК
• РНКазой P – рибонуклеопротеин, основную каталитическую роль в котором играет РНК-компонент РНКазы P
• Белок в РНКазе P играет структурную роль
• В бактериальной РНКазе P есть участок, комплементарный ЦЦА участку тРНК
• Эукариотическая РНКаза P узнает другие элементы предшественника тРНК
• У эукариот ЦЦA - последовательность не кодируется в генах тРНК, а добавляется пост-транскрипционно
• У прокариот ЦЦA последовательность кодируется в генах тРНК, но может быть удалена в процессе созревания тРНК, ее восстановление осуществляет нуклеотидилтрансфераза
• В процессе созревания тРНК происходит модификация азотистых оснований – происходит образование дигидроурацила, псевдоуридина, тимина и др.
• Процессинг пре-тРНК прокариот может включать вырезание индивидуальных тРНК Процессинг рРНК
У некоторых примитивных эукариот в составе первичного транскрипта нуклеотидные последовательности, соответствующие 26S РНК, содержат интрон.
В результате процессинга из первичный транскрипта вырезаются индивидуальные рРНКи удаляется интрон посредством аутосплайсинга.
Общие представления о трансляции
Трансляция – это процесс переноса информации (декодирование её) в рибосомах с иРНК в аминокислотную последовательность белка. Это сложный процесс, имеющий собственное сырьевое, ферментативное и энергетическое обеспечение.
В трансляции задействованы следующие органические соединения и органоиды.
ИРНК
ТРНК.
РРНК.
Различные ферменты.
Рибосомы
АТФ
Процесс трансляции, как и любой процесс матричного синтезе, состоит из трёх стадий – инициации, элонгации и терминации.
Инициация.
• Механизм инициации включает:
• образование «закрытого» комплекса (без расплетения цепей ДНК)
|
|
|
• образование «открытого» комплекса (с локальным расплетением ДНК)
• синтез коротких РНК (без диссоциации s-фактора)
После того, как синтезируется фрагмент РНК более 9 нуклеотидов, s -фактор необратимо диссоциирует и транскрипция вступает в стадию элонгации.
• На стадии инициации РНК-полимераза, взаимодействуя с промотором, вызывает расхождение цепей ДНК и начинает синтез молекулы РНК.
• В ходе элонгации новосинтезированная цепь РНК образует короткие отрезки гибридной двойной спирали ДНК-РНК, которые необходимы для правильного считывания цепи ДНК.
• Как только РНК-полимераза достигнет терминирующих последовательностей, запускается последняя стадия – терминация.
• По ее завершению происходит освобождение вновь синтезированной цепи РНК).
Элонгация
• Кор-фермен способен перемещаться по ДНК со скоростью до 50 нуклеотидов в секунду
Кор-фермент при прохождении определенных сигналов терминации завершает синтез ДНК
Терминация.
Конец трансляции наступает тогда, когда в «А» участок рибосомы попадает один из стоп-кодонов (УАГ, УАА, УГА). Для них нет соответствующих аминоацил- тРНК и процесс синтеза белка останавливается.
К стоп-кодону присоединяются факторы терминации (белки), которые активируют ферменты, находящиеся в рибосомах. Эти ферменты, в свою очередь, осуществляют процесс отщепления синтезированного белка от тРНК и вызывают диссоциацию рибосомы на субъединицы.
Следует отметить интересный феномен, наблюдаемый в терминации. Ранее мы отмечали (см раздел «Процессинг»), что конец нити иРНК, где располагается терминатор, заканчивается полиадениловым «хвостиком» - Поли-А. При окончании синтеза полипептида, рибосома сходит с нити иРНК, «откусывая» при этом одно адениловое основание от Поли-А. Следующая рибосома, завершив синтез, также отщепляет одно основание и т.д. Как только все основания будут утрачены, иРНК разрушается ферментами. Таким образом, Поли-а, являются своеобразными биологическими часами, отмеряющими длительность существования иРНК и количество синтезированных с определённой иРНК белков. Длиннее Поли-А – больше молекул белка будет синтезироваться с этой иРНК и наоборот.
|
|
|
30. Генетический код
Генетический код, который еще называют аминокислотным кодом, - это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белке с помощью последовательности расположения нуклеотидных остатков в ДНК, которые содержат одно из 4-х азотистых оснований: аденин (А), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (Т). Однако, поскольку двунитчатая спираль ДНК не принимает непосредственного участия в синтезе белка, который кодируется одной из этих нитей (т.е. РНК), то код записывается на языке РНК, в котором вместо тимина входит урацил (U). По этой же причине принято говорить, что код - это последовательность нуклеотидов, а не пар нуклеотидов.
Генетический код представлен определенными кодовыми словами, - кодонами.
Первое кодовое слово было расшифровано Ниренбергом и Маттеи в 1961 г. Генетический код - своеобразный словарь, переводящий текст, записанный с помощью четырех нуклеотидов, в белковый текст, записанный с помощью 20 аминокислот. Остальные аминокислоты, встречающиеся в белке, являются модификациями одной из 20 аминокислот.
Генетический код имеет следующие свойства.
Триплетность - каждой аминокислоте соответствует тройка нуклеотидов.
Непрерывность (нет разделительных знаков между нуклеотидами.
Наличие межгенных знаков препинания - наличие среди триплетов инициирующих
Колинеарность - соответствие линейной последовательности кодонов мРНК и аминокислот в белке.
Специфичность - каждой аминокислоте соответствуют только определенные кодоны, которые не могут использоваться для другой аминокислоты.
Однонаправленность - кодоны считываются в одном направлении - от первого нуклеотида к последующим
Вырожденность, или избыточность,- одну аминокислоту может кодировать несколько триплетов
Универсальность - все перечисленные выше свойства генетического кода характерны для всех живых организмов.
|
|
|
