Этапы реализации наследственной информации: транскрипция, процессинг, трансляция, посттрансляционные процессы. Особенности экспрессии генов у про- и эукариот.

Транскрипция – происходит синтез иРНК на основе молекулы ДНК. Ключевой фермент РНК-полимераза.

1. РНК-полмераза распознает промотер и взаимодействует с ним. Промотр – особый участок гена, располагается перед кодирующей частью гена. Ф-ция – распознование промотора необходимо для активации РНК-полимеразы

2. РНК-полимераза после активации обеспечивает разрушение водородных связей между цепями ДНК на определенном участке молекулы.ж РНК-полимераза на основе кодогенной цепи ДНК обеспечивает синтез молекулы иРНК в соотвествии с принципами комплиментарности и антипараллельности. Кодогенной цепью является та епь ДНК на которой промотер располагается ближе к 3- концу

3. Когда РНК-полимераза достигает стоп-триплета, поступает сигнал о прекращении синтеза РНК. РНК-полимераза отделяется от ДНК, освобождается молекула РНК и восстанавливается структура ДНК. Синтезированная молекула РНК является проРНК (первичный транскрипт)

Процессинг-происходит созревание первичного транскрипта и формируется зрелая молекула матричной РНК

1. На 5- конце молекулы РНК присоединяется особый участок КЕП. Он обеспечивает распознавание малой субъединицы рибосомы

2. На 3- конце молекулы РНК присоединяется в среднем 100-200 нуклеотидов, содержащих Аденин *полиА*. При каждом синтезе белка происходит отщипление нескоьких нуклеотидов из этого участка, когда полиА полностью разрушается, начинется расщипление молекулы РНК

3. Происходит метилирование отдельных нуклеотидов. Это увеличивает устойчивость РНК к действию ферментов цитоплазмы

Сплайсинг – происходит вырезание интронов и сшивание между собой экзонов. Процесс сложный. В нем участвуют разные молекулы.

Альтернативный сплайсинг – у человека имеется около 25 000 генов и 100 000 белков. В соматических клетках организма гены одинаковые. На них образуется одинакове проРНК. Но в клетках разных тканей по-разному определяются границы и количество экзонов и интронов. Поэтому в разных типах клеток образуются разные иРНК и синтезирутся разные белки

Трансляция – происходит сборка полипептидной цепи на рибосомах в соотвествии со строением мРНК

1. Инициация – начало процесса. мРНК с помощью КЭПа распознает малую субъединицу рибосомы. С помощью лидера формирует связь между мРНК и малой субъединицей рибосомы. К стартовому кодону присоединяется аминоацилтРНК, которая несет а\к метионин. тРНК может присоединяться к мРНК только тогда, когда антикодон соотвествует кодону иРНК К сформировавшемуся комплексу присоединяется большая субъединица рибосомы. В целой рибосоме формируется 2 активных центра: Аминоацильный (А) и пептидийный (П)

2. Элонгция – Ацентр поступает аминоацил тРНК – антикодон которой сотвествует кодону мРНК. Эта аминоацил тРНК несет определенную а\к. Специальный ф-т образует пептидную связь между а\к. Рибосома двигается на 1 кодон относительно мРНК. Первая тРНК освобождается и уходит в цитоплазму. Ацентр свободен. В Пцентре находится тРНК, связанная с 2 а\к. Цикл многократно повторяется и с каждым шагом пептидная цепь увеличивается на 1 а\к

3. Терминация – завершение сентеза белка. В Ацентр поступает стоп-кодон. Его распознает специальный белок. Это является сигналом для прекращения синтеза белка. Разделяются субъединицы рибосом, освобождается мРНК и освобождается вновь образованный полипептид

Посттрансляционные изменения – при трансляции формируется первичная структура белка. Таком виде белок не способен выполнять свои функции

1. Формируется вторичная структура за счет водородных связей

2. Формируется третичная структура за счет дисульфидных связей

3. У некоторых белков формируется четвертичная структура (гемоглобин)

4. Отщипляется метионин

5. Гликозирование белков (присоединение остатков сахаров- антитела)

6. Отщипление от пептида определенных фрагментов – инсулин

Оосбенности экспрессии генов у про и эукариот

1. У прокариот отсуствуют интроны, поэтому отсуствует этам процессинга

2. У прокариот трансляция и транскрипция происходит отновременно т.е еще продолжается синтез мРНК, а на ней начинается синтез белка

3. У прокариот все виды РНК синтезируются отдним ферментом. У эукариот РНК синтезируются разными ферментами

4. У прокариот один промотр может контролировать транскрипцию нескольких генов. У эукариот каждый ген имеет собственный промотр

5. Только у прокариот имеется система оперона

6. У эукариот активность генов регулируется различными внеклеточными фаторами.