Транскрипция и трансляция

РНК, последовательность которых комплементарна таковой нуклеотидов ДНК.
Последовательность из трех рибонуклеотидных

«букв» называется кодоном, кодирующим 1 аминокислоту, т.о. генетический код считывается триплетами.
Генетический код вырожденный, т.е. 18 из 20 аминокислот соответствует несколько триплетных кодонов.
Существуют старт и стоп-кодоны.
Код непрерывен, не используется «знаков препинания».
Код неперекрывающийся.
Код универсален.

матричной РНК=РНК посредника.
Триплетность кода: Эксперименты Френсиса Крика с мутациями

сдвига рамки считывания у фага Т4. Вставка или делеция одного или двух нуклеотидов приводят к мутации, но не при вставке или делеции трех.
Работы по расшифровке кода:
Неклеточный синтез белков. (использование полинуклеотидфосфорилазы для синтеза искусственной РНК)
Использование гомополимеров (например, содержащих один тип рибонуклеотидов: ААААА…, GGGGG… и т.д.)
Использование смеси кополимеров (гетерополимеры РНК)
Метод связывания триплетов
Повторяющиеся кополимеры

данный метод для установления точной последовательности кодонов.
Триплеты-кодоны иРНК комплементарны

последовательностям тРНК , которые называются антикодонами.
Аминокислота метилась изотопом и прослеживалось какой из триплетов иРНК связывается с кодоном. Комплекс меченной тРНК и иРНК оставался на фильтре.

заданной последовательностью, многократно повторяющейся.
Из 2, 3-х, и тетрануклеотидные повторы:

UGUGUGUG
UUGUUGUUGUUG
UACGUACGUACGUACG
Определяли теоретически ожидаемые пропрции аминокислот при добавлении таких иРНК в бесклеточную систему синтеза белков.

стоп кодоны

что для комплементации с тРНК важны только первых два рибонуклеотида,

т.к. водородная связь в третьей позиции пары кодон-антикодон более свободная, чем между первыми двумя.
Это позволяет антикодону одного типа тРНК спариваться с несколькими триплетами иРНК.
Т.о. для кодирования аминокислот 61-м триплетом требуется около 30 различных тРНК.
Экономичность, без ущерба точности трансляции.

в клетке
РНК посредник между ДНК и белком, т.к.:
ДНК в ядре,

но синтез белка в цитоплазме на рибосомах
РНК синтезируется в ядре, а затем мигрирует в цитоплазму
Общее количество РНК пропорционально количеству белка в клетке.
РНК-полимераза - фермент, участвующий в синтезе РНК на ДНК-матрице.
Использует в качестве субстрата рибонуклеозидтрифосфаты (NTP), не нуждается в праймерах.
Катализирует полимеризацию нуклеотидмонофосфатов (NMP) в полинуклеотидную цепь (NMP)n.
(NMP)n+NTP = (NMP)n+1 + PPi

5` области, левее точки начала транскрипции.
Консенсусные последовательности: у бактерий: ТАТААТ

и ТTGAGA
После связываия с промотером РНК-поимераза катализирует инициацию транскрипции (встраивание первого 5`-рибонуклеозидтрифосфата, комплементарного старт-точке в ДНК)
Встраивание рибонуклеотидов и формирование полинуклеотидной цепи РНК-элонгация цепи.
Формирование временного гетеродуплекса ДНК/РНК
Терминация транскрипции

ядре.
Кроме промотеров находятся энхансеры, контролирующие процесс транскрипции.
Первычный РНК-транскрипт созревает (процессинг):

5` конец добавляется кэп (шапочка)=7-метилгуанозин, а 3`конец добавляется хвост (поли-А-фрагмент).
Сплайсинг-вырезается часть последовательности РНК, остальные части сшиваются.

больших субъединицы и 10-15 малых.
РНК-полимераза II
Эффективность начала транскрипции определяется тремя

цис-активирующими элементами эукариотического гена:
ТАТА-бокс= блок Голдберга-Хогнесса
С ААТ-бокс (GGCCAATCT)
Энхансеры-регулируют транскрипцию, локализуются на 5`, 3` концах и внутри гена.

концу молекулы 7-метилгуанозина (кэп)
Шаг 2: формирование на 3`-конец РНК поли-А-последовательности

(хвост)
Шаг 3: удаление интронов-инвертных последовательностей
Экзоны-последовательности, которые транскрибируются в зрелые РНК и с которых транслируются полипептиды.

подразделяются на группы:
Интроны, которые сами обладают ферментативной активностью для вырезания
Интроны,

которые сами не способны вырезаться.
Вырезаются с помощью сплайсосом.
Сплайсосома-комплекс из специфичных белков, акцептируемых концевыми последовательностями длинных интронов.
Основной компонент сплайсосом-мяРНП

Существует также альтернативный сплайсинг.

отличается от последовательности, кодируемой экзонами ДНК.
2 типа эдитинга:
Замещающий
Инсерционно-делеционный

в 1965 г. Расшифровал последовательность тРНКala
Двумерная модель тРНК в виде

клеверного листа, трехмерная структура: на одном конце антикодоновая петля и антикодоновый стебель, а на другом-3`-акцепторный участоксвязывания аминокислоты.
Необходим фермент: аминоацил-тРНК-синтетаза.
1 этап: превращение аминокислоты в аминоациладениловую кислоту.
2 этап: молекула аминокислоты переносится на тРНК и связывается с адениновым остатком на 3~-конце тРНК.

инициации ассоциирует с большой субъединицей, а факторы инициации высвобождаются из

комплекса
Элонгация: Р-сайт(пептидильный), А-сайт(аминоацильный).
Пептидилтрансфераза катализирует образование связи между аминокислотами
Е-сайт (выход)
Комплекс: мРНК-тРНК-аминокислота 2- аминокислота 1 проходит на 1 шаг в направлении Р-сайта (шаг равен 3 нуклеотидам).
После 1 сдвига в Р-сайте находится тРНК с растущей полипептидной цепью, а в А-сайте –тРНК с аминокислотой.
Терминация

трансляции
Кодон AUG в эукариотической мРНК граничит с последовательностью Козак- 5`-ACCAUGG
Не

требуется формилметионин
Рибосомы ассоциированы с мембраной, наличие ЭР увеличивает скорость транспортировки белков после синтеза

остатков
Присоединение боковых цепей углеводородов-образование гликопротеинов
Укорочение полипептидных цепей
Удаление сигнальных молекул
Связывание полипептидных

цепей с металлами