1 Биохимия и молекулярная биология Лекция 7. Транскрипция (Биосинтез РНК)

транскрипции у про- и эукариот

Транскрипция (Биосинтез РНК)

Транскрипция - начальная стадия реализации генетической информации в клетке.

■

В процессе транскрипции синтезируются мРНК, тРНК, рРНК и другие виды РНК, выполняющие структурные, регуляторные и каталитические функции.

■ Процесс транскрипции осуществляется ДНК-зависимыми РНК-полимеразами.

Транскрипция (Биосинтез РНК)

промотором (зоной начала транскрипции) и терминатором (зоной остановки транскрипции).

■

Транскриптоны бактерий называют оперонами.

Транскрипция (Биосинтез РНК)

G-C, C-G, T-A).

Отсутствие потребности в затравке: транскрипция начинается с

нуклеозидтрифосфата (ATP, либо GTP) и не требует затравочных олигонуклеотидов.

■ Антипараллельность: синтезируемая цепь РНК направлена антипараллельно транскрибируемому участку.
■
Ассиметричность: транскрибируется лишь одна из цепей ДНК - матричная цепь.

Униполярность: синтез нуклеотидной цепи всегда направлен 5ʹ→ 3ʹ.
■

Транскрипция (Биосинтез РНК)

цепей ДНК, а именно матричная цепь. Другая цепь ДНК называется

нематричной

Транскрипция (биосинтез РНК)

ДНК, необходимая для образования комплекса РНК-полимеразы с ДНК-матрицей.
•-10 последовательность

- ТАТААТ (блок Прибнова)
•-35 последовательность - ТТГАЦА
•Стартовая точка (+1) – нуклеотид, с которого начинается синтез РНК.

временную гибридную спираль с матричной цепью ДНК. По мере продвижения

РНК-полимеразы по матричной цепи ДНК впереди неё происходит расхождение, а позади - восстановление двойной спирали ДНК.

транскрипции
• Контролируется
последовательностью нуклеотидов в ДНК-матрице.
• РНК-полимераза доходит до

CG-богатого участка.
• Синтезированная молекула РНК формирует стебель-петлю, за которой
расположено несколько урацилов, что приводит к отсоединению молекулы РНК от матрицы ДНК.

составе комплекса
приведены общие
факторы транскрип-
ции (TFIIB, E, F, H и

TBP), РНК-полимера-
за II, медиатор и спе-
цифический фактор
транскрипции, связан-
ный с энхансером

и проходят в своем биогенезе стадию довольно сложного созревания, или

процессинга.
Процессинг включает в себя:
1.Кэпирование 5'-конца – присоединении к этому концу мРНК так называемой шапочки (кэп-структуры – 7-метилгуанозина);
2.Полиаденилирование 3'-конца – образование поли(A)-шлейфа, длиной до 200 нуклеотидов.
3. Сплайсинг – вырезание протяженных внутренних участков мРНК, так называемых интронов, и ковалентное воссоединение оставшихся фрагментов (экзонов) через обычную фосфодиэфирную связь.

Процессинг первичных транскриптов РНК

транскрипта
Кэпирование - присоединение
к 5'-концу транскрипта
7-метилгуанозина через необычный для

РНК 5',5'-трифосфатный мостик, а также метилирование остатков рибозы двух первых нуклеотидов.
Функции кэпа: защита 5'-конца транскрипта от экзонуклеаз; участие в сплайсинге; экспорт мРНК из ядра; участие в инициации трансляции.

транскрипта
Процесс полиаденилирования катализируется
полиаденилат-полимеразой – поли(А)-полимераза.

вырезание копий интронов из пре-мРНК и сшивание копий экзонов с

образованием мРНК.

процессинга

у про- и эукариот

● Сопряженная транскрипция-трансляция у прокариот. Разобщение

транскрипции и трансляции в пространстве и времени у эукариот.

● Транскриптоны про- и эукариот.
У прокариот транскриптоном является оперон, включающий несколько взаимосвязанных между собой генов. У эукариот транскриптоном является ген.

● РНК-полимеразы прокариот и эукариот.
У прокариот единая РНК-полимераза, которая транскрибирует любые гены. У эукариот - три специализированные РНК-полимеразы.

у про- и эукариот

. У эукариот гены состоят из

экзонов и интронов. Необходим процессинг первичных транскриптов РНК. У прокариот процессируется пре-тРНК и пре-рРНК.
● Каждая мРНК у прокариот кодирует несколько белков (полицистронна). У эукариот каждая мРНК кодирует один белок.

● Бактериальные РНК-полимеразы транскрибируют ДНК с промежуточной скоростью - 50-100 н/с. Эукариотические РНК-полимеразы элонгируют цепи РНК in vivo со скоростью около 20-30 н/с.
● Срок «жизни» прокариотических мРНК — несколько минут, у эукариот — часы и даже сутки.

кодирует галактозидазу, расщепляющую галактозиды, в частности, лактозу на глюкозу и

галактозу.
Ген lacY - кодирует галактозидтрансферазу (пермеазу), необходимую для проникновения галактозидов через клеточную мембрану.
Ген lacA - кодирует галактозидтрансацетилазу.

примере Lac-оперона
Регуляция транскрипции

примере Lac-оперона
Регуляция транскрипции

примере trp-оперона
Регуляция транскрипции