44. Процессинг рнк. Альтернативный сплайсинг.
Процессинг – модидикация премРНК:
Кэпирование 5`конца – присоединение к нему 7-метилГТФ. Осуществляет кэпирование гуанилилтрансфераза. Фермент гидролизует макроэргическую связь в молекуле ГТФ и присоединяет нуклеотиддифосфатный остаток 5'-фосфатной группой к 5'-концу синтезированного фрагмента РНК с образованием 5', 5'-фосфодиэфирной связи. Последующее метилирование остатка гуанина в составе ГТФ с образованием N7-метилгуанозина завершает формирование кэпа.
Формирование полиадениловой последовательности – синтез поли-А-полимеразой на 3`конце последовательности из 200 остаткой адениловой кислоты. Фермент полиА-полимераза, проявляя экзонуклеазную активность, разрывает 3'-фосфоэфирную связь после появления в цепи РНК специфической последовательности -AAUAAA-. К 3'-концу в точке разрыва полиА-полимераза наращивает по-лиА-"хвост", Наличие полиА-последовательности на 3'-конце облегчает выход мРНК из ядра и замедляет её гидролиз в цитоплазме. Созревание облегчает выход мРНК из ядра и замедляет её гидролиз в клетке.
Сплайсинг (созревание) – удаление из премРНК интронов и соединение экзонов.
Альтернативный сплайсинг – образование нескольких вариантов зрелой мРНК на основе 1го транскрипта т.е. экзон может включаться (или нет) в состав конечного транскрипта. Это приводит к образованию разных мРНК и, соответственно, разных белков с одного первичного транскрипта. Так, в парафолликулярных клетках щитовидной железы в ходе транскрипции гена гормона кальцитонина образуется первичный транскрипт мРНК, который состоит из шести экзонов. Матричная РНК кальцитонина образуется путём сплайсинга первых четырёх экзонов (1-4). Последний (четвёртый) экзон содержит сигнал полиаденилирования (последовательность -AAUAAA-), узнаваемый полиА-полимеразой в парафолликулярных клетках щитовидной железы. Этот же первичный транскрипт в клетках головного мозга в ходе другого (альтернативного) пути сплайсинга превращается в мРНК кальцитонинподобного белка, отвечающего за вкусовое восприятие. Матричная РНК этого белка состоит из первых трёх экзонов, общих с кальцитониновои мРНК, но включает дополнительно пятый и шестой экзоны, не свойственные мРНК кальцитонина. Шестой экзон тоже имеет сигнал полиаденилирования -AAUAAA-, узнаваемый ферментом полиА-полимеразой в клетках нервной ткани. Выбор одного из путей (альтернативный сплайсинг) и одного из возможных сайтов полиаденилирования играет важную роль в тканеспецифической экспрессии генов.
Разные варианты сплайсинга могут приводить к образованию разных изоформ одного и того же белка.
45.Биосинтез белка. Белково-синтетический ферментативный комплекс.
Трансляция или собственно биосинтез белка - это перевод генетического текста М-РНК в последовательность аминокислот в белке.
Условия, необходимые для трансляции:
Матрица - мРНК – содержит линейную последовательность кодонов. У эукариот имеется особенность - САР (шапка, кепка), представленная метил-ГТФ. САР защищает мРНК от гидролиза и способствует её соединению с рибосомами. С САР связываются САР-связывающие белки. На мРНК находится стартовый кодон, представленный триплетом АУГ, представленный аминокислотой - МЕТ.
Рибосомы – место синтеза белка, рибонуклеопротеиновые субклеточные структуры, содержат рРНК и около 80 белков и ферментов (рибозины). Рибосома состоит из двух единиц- большой и малой. Она у эукариот более крупная, её формула 80S (40S и 60S). У прокариот она имеет формулу 70S (30S и 50S).
Аминокислоты (20 видов) – материал для синтеза белка.
тРНК (30-50) – доставка материала к месту синтеза. Несоответствие числа тРНК и числа кодонов (61) снимается за счёт возможности узнавания одной тРНК нескольких кодонов данной аминокислоты (ГЛИ имеет три варианта ДНК-кода - ГГУ, ГГЦ, ГГА). Все эти 3 варианта узнаются одним видом т-РНК - ЦЦН. В состав тРНК входят минорные азотистые основания, способные узнавать вариабельный участок разных кодонов одной и той же аминокислоты. Т-РНК выполняет функцию адаптора между мРНК и белком. Фермент синтеза комплекса тРНК с аминокислотой – аминоацил-тРНК-синтетаза (требует энергии АТФ).
