био. 1. Устройство светового микроскопа
 Скачать 1.05 Mb.
|
17. ТранскрипцияТранскрипция — это процесс синтеза молекулы РНК на участке ДНК, используемом в качестве матрицы. Смысл транскрипции заключается в переносе генетической информации с ДНК на РНК. Молекула ДНК состоит из двух комплиментарных друг другу цепей, а РНК — только из одной. При транскрипции матрицей для синтеза РНК служит только одна из цепей ДНК. Ее называют смысловой цепью. При транскрипции молекула РНК синтезируется в направлении от 5' к 3' концу, при этом по цепи ДНК синтез идет в обратном направлении: 3'→5'. В транскрипции выделяют 3 стадии: инициация, элонгация, терминация. 1)Инициация транскрипции позволяет начаться синтез молекулы РНК. Инициация включает присоединение к промотору комплекса ферментов. Главным из них является РНК-полимераза (в данном случае ДНК-зависимая), которая, в свою очередь, состоит из нескольких белков-субъединиц и играет роль катализатора процесса. У эукариот на инициацию транскрипции влияют особые участки ДНК: энхансеры (усиливают) и сайленсеры (подавляют), которые обычно удаленные на некоторое расстояние от самого гена. Существуют различные белковые факторы, влияющие на возможность инициации транскрипции. РНК-полимераза способна распознавать определенные последовательности нуклеотидов и прикрепляется к ним. Эти последовательности короткие и универсальные для всего живого. После того, как РНК-полимераза присоединяется к промотору, участок двойной спирали ДНК раскручивается и между цепочками этого участка разрываются нуклеотидные связи. Расплетается примерно 18 пар нуклеотидов. 2)На стадии элонгации происходит последовательное присоединение по принципу комплементарности свободных нуклеотидов к освобожденному участку ДНК. РНК-полимераза соединяет нуклеотиды в полирибонуклеотидную цепочку. При синтезе РНК около 12 ее нуклеотидов комплементарно временно связаны с нуклеотидами ДНК. При движении РНК-полимеразы впереди нее цепочки ДНК расходятся, а сзади «сшиваются» с помощью ферментов. Цепь РНК постепенно растет и выдвигается из комплекса РНК-полимеразы. 3)Терминация процесса транскрипции происходит в участке-терминаторе, который распознается РНК-полимеразой благодаря специальным белковым факторам терминации. 18 Трансляциятрансляцией - синтез из аминокислот полипептидов, который протекает в цитоплазме на рибосомах при участии 1) мРНК в качестве матрицы, 2) тРНК в качестве переносчика аминокислот, а также 3) ряда белковых факторов, выполняющих каталитическую функцию на разных этапах процесса.В ходе трансляции можно выделить три фазы: инициацию, элонгацию и терминацию синтеза пептидной цепи. Инициация трансляции Основными задачами инициации являются: 1) Связывание малой субъединицы рибосомы с мРНК. 2) Нахождение инициаторного, или стартового, кодона АУГ, как правило, это первый АУГ с 5'-конца мРНК. Точное позиционирование рибосомы относительно него обеспечивает установление нужной рамки считывания. Рамка считывания — это разбиение последовательности на триплеты, а таких разбиений возможно три, но кодирует нужный белок только одна. Если рамка сдвинется, то получится совершенно другой полипептид. 3) Установка метионил-тРНК (или формилметионил-тРНК у прокариот) в Р-участок рибосомы, привлечение следующей аминоацил-тРНК, присоединение большой субъединицы и сборка полной рибосомы. Таким образом, в результате инициации мы получаем рибосому, точно установленную в нужное положение на мРНК, в Р-участке имеется тРНК с аминокислотой, а А-участок свободен. Этим заканчивается стадия инициации. Элонгация трансляции Элонгация трансляции представляет собой цикл из 3 повторяющихся событий: 1) Присоединение новой аминоацил-тРНК в А-участок в соответствии с кодоном, который там оказался. При этом происходит комплементарное взаимодействие антикодона тРНК с кодоном в мРНК. 2) Образование пептидной связи с перевешиванием растущего пептида с тРНК в Р-участке на новопришедшую аминоацил-тРНК в А-участке. Осуществляется за счет каталитической активности большой субъединицы рибосомы, главную роль здесь играет рРНК. Этот процесс называют транспептидацией ("перевешиванием пептида"). В катализе его ключевую роль играет рРНК, поэтому ее иногда считают примером РНК-фермента — рибозима. 3) Транслокация — шаг рибосомы на один триплет в сторону 3'-конца мРНК. Всё, что было в А-участке, оказывается в Р-участке, а А-участок теперь свободен для присоединения новой аминоацил-тРНК. Цикл замыкается. Процесс элонгации продолжается до тех пор, пока в А-участок не попадет стоп-кодон, для которого в клетке нет тРНК с комплементарным антикодоном. Напомним, что стоп-кодонами являются три кодона: UAA, UAG, UGA. На этих кодонах процесс элонгации останавливается, и начинается завершающий этап биосинтеза белка, называемый терминацией. Терминация трансляции В действие вступают вспомогательные белки, называемые факторами терминации. Эти белки узнают стоп-кодоны и связываются в рибосоме на место тРНК в А-участке. При этом происходит гидролиз связи синтезированного пептида с тРНК. Это приводит к тому, что освободившаяся тРНК покидает рибосому, а образовавшийся пептид освобождается и начинает самостоятельное существование. Рибосома диссоциирует на субъединицы и освобождает мРНК. |