41. Терминация транскрипции. Ρ-зависимые и ρ-независимые терминаторы.

РНК-полимераза, продвигаясь вдоль матрицы, синтезирует РНК до тех пор, пока не достигнет терминирующей последовательности.В этой области происходит остановка включения нуклеотидов в растущую цепь РНК, освобождение образовавшегося транскрипта и отделение РНК-полимеразы от ДНК-матрицы.На стадии терминации водор.связи, уч-е в образовании гибрида ДНК-РНК, разрываются и после этого происходит восстановление двухцепочечной стр-ры ДНК.

Терминатор - послед-ть ДНК, необходимая для остановки терминации.Антитерминация-особый регуляторный мех-м, предполаг-й участие разл-х специфических белковых факторов терминации. В р-те антитерминации фермент начинает синтез-ть РНК. В наст. Время известны 2 типа терминаторов-р-зависимые и р-независимые терминаторы.

Фактор-р это белок, способствующий образованию отдельных молекул РНК с уникальными концами. Определенные последовательности в ДНК-матрице функционируют в качестве терминаторов только в присутствии фактора-р. (р-зависимые терминаторы)

Однако существенные различия этих 2-ух последовательностей закл-ся в том, что в случае р-независимых терминаторов на 3’-концеРНК-транскрипта всегда имеется уч-к из остатков Ura.Такие остатки не обнаруживаются при р-зависимых сайтах.Однако у обоих типов РНК-транскриптов, наблюдаются совпадение их вторичной стр-ры, образующейся благодаря наличию палиндромов.А вследствие образуются шпильки в РНК или стр-ры креста в ДНК.

У П. палиндромы обнар-ся в каждом терминаторе.Как и во всех р-независимых терминаторах, шпилька в большей степени обогащена парами G-C, а за ней непоср-но следует уч-к из 6 ост-в Ura.В случае р-зависимого терминатора шпилька находится примерно на таком же расстоянии от фактического сайта терминации, но она содержит намного <G-CUra пар и отсут уч-к сод-й Ura.

Полагают, что важным сигналом для терминации явл-ся именно образовании шпильки, формируемой на 3’-конце в синтезированной РНК.Эта шпилька и узнаётся Рнк-полимеразой.Также сущ-е значение для терминации имеет св-во самого транскрипта(замена GTP на ITPподавл-т терминацию.)

Мех-м терминации сводится к образованию шпильки, которая заставляет РНК-полимеразу двигаться медленнее или вообщеостан-ся.На р-независимых сайтах РНК-полимераза доводит реакцию до конца, отделяясь от матрицы и высвобождая РНК.(значение U-участка при этом принимает непосредственное участие)

Фактор р функционирует только в процессе терминации, тетрамер, имеет 2 активности – непосредств фактор терминации(ДНК-РНК-геликаза) и также РНК-зависимой NTР-азной активностью, необх-й для осуществления терминации. Фактор-р обязат связ-ся с РНК в процессе терминации с 5’-концом, движется по ней, затем взаимодействует с РНК-полимеразой.

42. Прерывистость генов э. Процессинг и сплайсинг транскриптов рнк-полимеразы II.

Большинство иРНК высших Э. закодированы в геноме в «прерывистой» форме. Участки последовательностей кодирующих белки, называемые экзонами, разделены вставочными последовательностями, называемыми интронами. Т.о., первичный транскрипт является копией полного гена, включающий интроны и экзоны: интроны затем удаляются в ходе сплайсинга пре-иРНК.

Процесс формирования зрелых молекул РНК из предшественников – процессинг - важнейший этап образования многих видов эукариотич. иРНК. Пре-РНК подвергаются процессингу в ходе различных реакций. Процессинг молекул пре-иРНК включает 5^/-кэпирование, 3^/-полиаденилирование и «внутренний» сплайсинг.

РНК-полимераза II (pol II) ответственна за образование всех иРНК, некоторых малых ядерных РНК (snRNA, мяРНК) и многочисленных малых ядрышковых РНК (snоRNA). Бóльшая часть транскриптов РНК-полимеразы II подвергается похожим изменениям в ходе процессинга пре-иРНК.

5^/-Кэпирование:исходная 5^/-трифосфатная часть первичного транскрипта соединяется с остатком GTP необычной 5^/-5^/-трифосфатной связью, при этом 3^/-ОН группа остатка гуанозина, расположенного на 5^/-конце иРНК, остается свободной. Затем «перевернутый» гуаниновый нуклеотид метилируется по положению N⁷ АО, а затем первый и иногда второй нуклеотиды исходной иРНК метилируются по 2^/-О-положению рибозы. Образовавшаяся в результате структура получила название 5^/-кэпа. Кэп в иРНК действует как место «посадки»специфических

3^/-Полиаденилирование:На противоположном конце зрелой иРНК начиная от 5^/-конца располагается участок, состоящий из 50 – 200 остатков адениловой кислоты. Эта область не кодируется геномом, а добавляется в ходе процессинга в ядре клеток. Цепочка остатков А последовательно добавляется к 3^/-концу формирующейся иРНК. РоlyA-хвост образует комплекс с роlyA-связующими белками в стехиометрии 1 молекула белка на 10 – 20 остатков адениловой кислоты. Пре-иРНК, которые лишены 5^/-кэпа и 3^/-роlyА быстро расщепляются экзонуклеазами.

Сплайсинг включает две реакции переэтерификации(трансэтерификации)-атака эфирной связи атомом кислорода активированной гидроксильной группы. Поскольку при этом одна фосфодиэфирная связь расщепляется, в то время как другая образуется, энергия связи в реакции трансэтерификации сохраняется.В ходе первой реакции трансэтерификации атом кислорода 2^/-ОН-группы рибозы аденинового нуклеотида в точке ветвления интрона осуществляет нуклеофильную атаку 5^/-сайта сплайсинга. В результате этой первой реакции интрон образует внутримолекулярную петлю, называемую лассо.

В ходе второй реакции трансэтерификации атом кислорода 3^/-концевой ОН-группы высвобожденного ранее левого экзона атакует 3^/-сайт сплайсинга (акцептор сплайсинга), что приводит к ковалентному соединению левого и правого экзонов, завершая выщепление интрона.