БИОТЕХНОЛОГИЯ

А.И. Герцена
Направление 050100

Педагогическое образование
Профиль 01 Биологическое образование






Профессор кафедры Зоологии д.б.н., проф. Цымбаленко Надежда Васильевна

А Н С К Р И П Ц И Я
(эукариоты)

пространстве (транскрипция - в ядре, трансляция - в цитоплазме).
У

эукариотов существуют специализированные РНК-полимеразы.
В ядре выделяют 3 типа РНК-полимераз:
РНК-полимераза I - синтезирует рРНК (кроме 5S рРНК).
РНК-полимераза II - синтезирует мРНК и некоторые sРНК.
РНК-полимераза III - синтезирует тРНК, некоторые sРНК и 5SрРНК.

РНК-полимеразы различаются количеством субъединиц, их аминокислотным составом, и зависимостью от катионов магния и марганца. Для РНК-полимераз I и III необходимое для работы соотношение [Mn2+]/[Mg2+] = 2. Для РНК-полимеразы II - [Mn2+]/[Mg2+] = 5.
Помимо ядерных РНК-полимераз у эукариот есть еще РНК-полимеразы хлоропластов и митохондрий.

не оперон, как у прокариот.
Оператор, как таковой, отсутствует. Промотор есть,

но он организован иначе.




Базальные факторы транскрипции - белки, необходимые для инициации транскрипции
Базальные факторы транскрипции необходимы для инициации транскрипции всеми тремя ядерными РНК-полимеразами.

кодирующего белок, есть энхансеры (усилители).
Энхансеры - последовательности ДНК, усиливающие

транскрипцию при взаимодействии со специфическими белками.
М1+М2+М3+М4 - один энхансер, но он состоит из 4-х модулей.





Экспрессируются лишь те гены, у которых все энхансерные модули узнаны своими белками и эти белки взаимодействуют друг с другом

своими белками и эти белки взаимодействуют друг с другом.

Кроме

энхансеров есть сайленсеры (ослабители).

Сайленсеры - последовательности ДНК, ослабляющие транскрипцию при взаимодействии с белками.

При соответствующем наборе белков экспрессия отдельных генов в клетке может быть подавлена

факторов (транскрипционные факторы – ТФ).
РНК-полимераза II состоит из 12 субъединиц,

часть которых выполняют функции, подобные субъединицас РНК-полимеразы прокариотов.
Самая большая субъединица на С-конце содержит много раз повторяющийся (консенсусный) гепта-повтор, очень важный для функции этого фермента.

и РНК-полимеразы II

акридин – подавляют работу на стадии элонгации
α- аманитин (токсин бледной

поганки) полностью подавляет работу РНК-полимеразы II в концентрации 10-8 М и РНК-полимеразы III ( в концентрации 10-6 М). РНК-полимераза I фактически нечувствительна к этому токсину.

Полиаденилирование ~95% мРНК
3. Сплайсинг ~95% мРНК. Сплайсингу подвергаются только полиаденилированные

мРНК.
4. Редактирование. Показано лишь для нескольких мРНК.
Все стадии процессинга мРНК происходят в РНП-частицах (рибонуклеопротеидных комплексах).
мРНК не бывает свободной от белков.
Полисома - комплекс мРНК с несколькими или многими рибосомами.
В составе информосом мРНК может жить от нескольких минут до нескольких дней, не подвергаясь действию нуклеаз

Кепирование
Кепирование - надевание "шапочки".
"Сар" представляет собой метилированный GTP, присоединенный в необычной позиции 5'-5' и две метилированные рибозы в первых двух нуклеотидах мРНК. По мере образования пре-мРНК (еще до 30-ого нуклеотида), к 5'-концу, несущему пуринтрифосфат, присоединяется гуанин, после чего происходит метилирование

Защита 5'-конца мРНК от действия экзонуклеаз.
2. За счет узнавания

“Кэп" связывающими белками происходит правильная установка мРНК на рибосоме

Полиаденилирование
Когда синтез

пре-мРНК завершен, то на расстоянии примерно 20 нуклеотидов в направлении к 3' - концу от последовательности 5'-AAUAA-3' происходит разрезание специфической эндонуклеазой и к новому 3'-концу присоединяется от 30 до 300 остатков АMP (безматричный синтез).

ряда генов не полиаденилируется (например гистоновых генов).


Полиаденилированные

пре-мРНК подвергаются сплайсингу.

участки генов.
Интроны - некодирующие участки генов.
Сплайсинг - вырезание

копий интронов из пре-мРНК и сшивание копий экзонов с образованием мРНК.

организмов существуют обязательные правила сплайсинга:
Правило 1. 5' и 3'

концы интрона очень консервативны: 5'(GT-интрон-AG)3' .

2. При сшивании копий экзонов соблюдается порядок их расположения в

гене, но могут быть выброшены некоторые из них.

осуществляется белковыми комплексами - сплайсосомами, в которых помимо ферментов, вырезающих

и сшивающих участки пре-мРНК, имеются белки, придающие про-мРНК нужную конформацию, и несколько sPНК. Сплайсосома непосредственно связана с ферментами, занимающимися полиаденилированием.

Альтернативный сплайсинг мРНК кальцитонинового гена у млекопитающих

(крыса)

Редактирование
Редактирование - изменение генетической информации

на уровне мРНК.
Пример- редактирование мРНК цитохромоксидазы у трипаносомы: когда трипаносома в человеке – синтезируется только дву субъединицы цитохромоксидазы, в мухе – три.
Происходит сдвиг рамки считывания и отредактированная mРНК кодирует новый полипептид - третью субъединицу цитохромоксидазы

Процессинг пре-рРНК у бактерий

Процессинг пре-рРНК у эукариотов