Ферменты синтеза:

а) РНК-полимераза I – синтезирует р-РНК

б) РНК-полимераза II – синтезирует и-РНК

в) РНК-полимераза III – т-РНК.

Субстраты синтеза: матрица, рибонуклеозидтрифосфаты, ионы Mg²⁺, праймер не требуется.

Синтез идет антипараллельно, от 5’ к 3‘ концу на одной цепи ДНК, вторая цепь остается нетранскрибируемой: присоединение РНК-полимеразы к промотору  инициация транскрипции  синтез первичного транскрипта в направлении 5’3’  встреча терминатора  окончание транскрипции  образование первичного транскрипта  постсинтетическая модификация РНК (процессинг - катализируется эндонуклеазами - из первичного транскрипта вырезаются интроны и сплайсинг - оставшиеся экзоны сшиваются РНК-лигазами)  к 5'-концу молекулы РНК присоединяется 7-метил-ГТФ (КЭП-фрагмент - "кэпирование") , а к 3'-концу присоединяется полиадениловый "хвост" (полиАМФ – для защиты от разрушения рестриктазами). Особенностью посттранскрипционной модификации р-РНК является метилирование азотистых оснований, т-РНК – присоединение к концу каждой молекулы последовательности ЦЦА.

Регуляция синтеза: ингибиторы:

1) актиномицин D – встраивается между цепями ДНК и не дает им раскручиваться (эффект «заедания молнии»)

2) рифамипицин – противотуберкулезный препарат – блокирует РНК-полимеразу прокариот и не действует на эукариот

3) α-аманитин – токсин бледной поганки, блокирует РНК-полимеразу II.

Особенности транскрипции прокариот и эукариот:

1. у эукариот три вида РНК-полимераз, у прокариот – один (из 4 субъединиц)

2. единица транскрипции у прокариот – оперон, у эукариот – транскриптон

3. первичный транскрипт у прокариот полицистроный, сразу подвергается трансляции, у эукариот – моноцистронный, подвергается постсинтетической модификации

4. трансляция с синтезированных иРНК у эукариот разделены в пространстве и времени с транскрипцией, у прокариот трансляция может начаться до окончания транскрипции.

3.19 Генетический код и его свойства.

Генетический код – система записи генетической информации в ДНК (РНК) в виде определенной последовательности нуклеотидов. Последовательность нуклеотидов определяет последовательность включения АК в синтезируемый белок. 3 нуклеотида – триплет – кодон – кодируют 1 АК. Совокупность триплетов и составляет генетический код.

Свойства генетического кода:

1) триплетность

2) вырожденность (избыточность – 1 АК кодируется несколькими триплетами)

3) специфичность (1 кодон кодирует только 1 АК)

4) однонаправленность (от 5’ к 3’ концу)

5) неперекрываемость (один нуклеотид входит в состав только одного кодона)

6) универсальность (у всех живых организмов одинаковые АК кодируются одинаковыми кодонами)

7) отсутствие знаков препинания внутри гена.

3.20. тРНК (10-15% от все РНК) - транспортируют АК к месту синтеза белка – на рибосомы, выполняет адапторную функцию. Имеет форму клеверного листа, содержит два основных центра:

а) антикодон – для связывания с кодоном на иРНК

б) участок для прикрепления АК (5’ и 3‘ концы)

Нуклеотидная цепь тРНК содержит всего 75—90 нуклеотидов. Особенностью тРНК является относительно высокое содержание нуклеотидов, включающих минорные азотистые основания.

Адапторная функция тРНК: каждая тРНК узнает в ходе рекогниции свою специфическую АК с помощью высокоспецифичных ферментов аминоацил-тРНК-синтетаз (АРСаз – 20 видов по количеству АК). Для одной и той же аминокислоты имеется несколько тРНК, которые называют изоакцепторными.

АРСаза отвечает за активирование АК (АК + АТФ  ФФн + аминоацил-аденилат + тРНК  АМФ + аминоацил-тРНК) и специфическое связывание АК с тРНК. ТРНК в ходе синтеза полипептидной цепи белка «узнает» специфическую аминоацил-тРНК-синтетазу, принимает от нее активированную аминокислоту, присоединяется к иРНК на рибосоме и тем самым обеспечивает строгую специфичность выбора и встраивания аминокислот в растущую молекулу белка; после образования пептидной связи между доставленной аминокислотой и уже построенной полипептидной цепью тРНК удерживает эту цепь на рибосоме.

В активном центре АРСаз 4 участка: для АК, для АТФ, для антикодона, для молекул воды. АРСаза способна проверять свою работу, в случае ошибки происходит гидролиз.

3.21. Рекогниция – процесс узнавания тРНК своей АК, происходящий при помощи фермента аминоацил-тРНК-синтетазы.

Трансляция – синтез полипептида с последовательностью АК, отвечающей последовательности триплетов нуклеотидов в молекуле и-РНК.

Субстраты и ферменты: и-РНК, рибосомы, аминоацилтРНК, активированные формы АК, ГТФ, факторы инициации, элонгации, терминации (аминоацил-тРНКсинтетаза, транслоказа, пептидилтрансфераза, рилизинг-ферменты).

Этапы трансляции:

1) инициация: перед началом синтеза белка рибосомы диссоциированы  к малой субъединицы рибосомы 3’ концом присоединяется и-РНК  к первому инициирующему кодону АУГ присоединяется аминоацил-тРНК, несущая метионин  затем присоединяется к образованному комплексу большая субъединица рибосомы с затратой ГТФ и образованием инициирующего комплекса  в рибосоме образуется два центра – аминоацильный и пептидильный

2) элонгация: в свободный А-центр поступает следующая аминоацил-тРНК  фермент пептидилтрансфераза образует пептидную связь между карбоксигруппой первой АК и аминогруппой второй, дипептид остается в А-центре  транслоказа перемещает рибосому на 1 кодон и-РНК  дипептид при этом оказывается в П-центре  в освободившийся А-центр поступает следующая АК.

3) терминация: наступает, когда в А-центре оказывается один из трех нонсенс-кодонов (стоп-кодонов): УАА, УАГ, УГА. Они не соответствуют ни одной тРНК, распознаются рилизинг-ферментами, которые вызывают отсоединение синтезированного белка и диссоциацию рибосомы.