Тимин О.А. Лекции по общей биохимии2020 (832729), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Кэпирование (англ. cap – шапка) – происходит еще во время транскрипции. Процесссостоит в присоединении к 5'-трифосфату концевого нуклеотида пре-мРНК 5'-углеродаМатричные биосинтезы172N7-метил-гуанозина. "Кэп" необходим для защиты молекулы РНК от экзонуклеаз, работающих с 5'-конца, а также для связывания мРНК с рибосомой и для начала трансляции.3. Полиаденилирование – при помощи полиаденилат-полимеразы с использованиеммолекул АТФ происходит присоединение к 3'-концу РНК от 100 до 200 адениловых нуклеотидов, формирующих поли (А)-хвост.
Поли (А)-хвост необходим для защиты молекулы РНКот экзонуклеаз, работающих с 3'-конца.П Р ОЦЕ С СИ Н ГП РЕ Д ШЕС ТВ Е Н НИ КА Р РНКПредшественники рРНК являются более крупными молекулами по сравнению со зрелыми рРНК. Их созревание сводится к разрезанию прерибосомной РНК на более мелкиеформы, которые уже непосредственно участвуют в формировании рибосомы. У эукариот существуют 5S-, 5,8S-, 18S-, и 28S-рРНК.
При этом 5S-рРНК синтезируется отдельно, а большаяпрерибосомная 45S-РНК расщепляется специфичными нуклеазами с образованием5,8S-рРНК, 18S-рРНК, и 28S-рРНК.У прокариот молекулы рибосомальной РНК совсем иные по своим свойствам (5S-, 16S, 23S-рРНК), что является основой изобретения и использования ряда антибиотиков в медицине.П Р ОЦЕ С СИ Н ГП РЕ Д ШЕС ТВ Е Н НИ КА Т РНК1. Формирование на 3'-конце последовательности Ц-Ц-А. Для этого у одних пре-тРНКс 3'-конца удаляются лишние нуклеотиды до "обнажения" триплета Ц-Ц-А, у других идет присоединение этой последовательности.2. Формирование антикодоновой петли происходит путем сплайсинга и удаления интрона в средней части пре-тРНК.3. Модификация нуклеотидов в молекуле путем дезаминирования, метилирования,восстановления.
Например, образование псевдоуридина и дигидроуридина.Р Е Г УЛЯЦИ ЯТР А Н СК Р ИП ЦИ ИТак как транскрипция связывает ядро – "мозг" клетки, ее "банк знаний" и белки, "рабочихлошадок" клетки, то от качества и активности транскрипции зависит объем синтеза тех илииных белков, жизнедеятельность клетки, ее способность адаптироваться к окружающей обстановке.У прокариот и эукариот регуляция транскрипции происходит, естественно, по-разному,хотя некоторые моменты похожи.ПрокариотыРегуляция биосинтеза белка у прокариот осуществляется на уровне транскрипции мРНК.В настоящее время принята теория оперона, сформулированная Франсуа Жакобом и ЖакомМоно.
В основе теории лежат следующие понятия:biokhimija.ruoooooТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)173оперон – группа тесно связанных между собой генов, которые программируют образование структурных белков и ферментов в клетке,конституитивные гены – те, которые активны в клетках всегда, независимо от ее активности,индуцибельные гены – те, которые считываются при необходимости,ген-регулятор – ген, регулирующий работу оперона, но не входящий в его состав.
Онсинтезирует белок-регулятор (чаще называемый белок-репрессор), который может бытьв активной или неактивной форме,ген-оператор – участок ДНК, способный связываться с белком-регулятором, и "решающий" нужно работать РНК-полимеразе или нет.Лактозный оперонЛактозный оперон в целом отвечает за катаболизм лактозы.При изучении E.coli было замечено, что в клетке может быть две взаимоисключающиеситуации:o активность одного из ферментов катаболизма лактозы низка, если в среде имеется глюкоза.o но активность этого фермента резко повышается в обратной ситуации, т.е.
при отсутствии глюкозы и при наличии лактозы.На основании этих наблюдений была предложена схема регуляции оперона по механизму индукции:1. В отсутствие лактозы активный белок-репрессор связывается с оператором и блокируетсинтез мРНК, кодирующей ферменты катаболизма лактозы. В результате эти ферменты необразуются.Матричные биосинтезы1742. Если глюкозы нет, а лактоза есть, то последняя связывается с белком-репрессором и ингибирует его, не давая связаться с геном-оператором. Это позволяет РНК-полимеразе считывать информацию, отвечающую за синтез ферментов катаболизма лактозы, и синтезировать мРНК.Таким образом, лактоза является индуктором транскрипции.Триптофановый оперонТриптофановый оперон в целом отвечает за синтез триптофана.Функционирование триптофанового оперона в некотором смысле противоположно лактозному.
Регуляция осуществляется по механизму репрессии.1. В отличие от лактозного оперона, белок-репрессор синтез ируется в неактивном состояниии не может заблокировать транскрипцию генов, кодирующих ферменты синтеза триптофана. Синтез этой аминокислоты будет в клетке продолжаться до тех пор, пока в питательной среде не появится триптофан.2. Триптофан соединяется с белком-репрессором и активирует его.
Далее такой активныйкомплекс присоединяется к гену-оператору и блокирует транскрипцию. Таким образом,при наличии триптофана в среде прекращается его внутриклеточный синтез, экономятсяресурсы и энергия бактериальной клетки.В этом случае триптофан является репрессором транскрипции.ЭукариотыВнутриклеточная регуляцияСущественное усложнение эукариотических организмов повлекло за собой появлениеновых способов регуляции активности транскрипции.Амплификация – это увеличение количества генов, точнее многократное копированиеодного гена.
Естественно, все полученные копии равнозначны и одинаково активно обеспечивают транскрипцию.Энхансеры (англ. to enhance - усиливать) – это участки ДНК в 10-20 пар оснований, способные значительно усиливать экспрессию генов той же ДНК. В отличие от промоторов онизначительно удалены от транскрипционного участка и могут располагаться от него в любомнаправлении (к 5'-концу или к 3'-концу). Сами энхансеры не кодируют какие-либо белки, носпособны связываться с регуляторными белками (подавляющими транскрипцию).Сайленсеры (англ. silence – молчание) – участки ДНК, в принципе схожие с энхансерами, но они способны замедлять транскрипцию генов, связываясь с регуляторными белками(которые ее активируют).Перестройка генов.
К подобным процессам относится кроссинговер – обмен участками гомологичных хромосом, и более сложный процесс – сайт-специфичная рекомбинация, которая изменяет положение и порядок нуклеотидных последовательностей в геноме.biokhimija.ruТимин О.А.
Лекции по общей биохимии (2020г)175Процессинг мРНК – некоторые пре-мРНК подвергаются разным вариантам сплайсинга(альтернативный сплайсинг) в результате чего образуются разные мРНК, и соответственно,белки с разной функцией.Изменение стабильности мРНК – чем выше продолжительность жизни мРНК в цитозоле клетки, тем больше синтезируется соответствующего белка.Лекарственная регуляцияИнгибирование1. Гетероциклические соединения доксорубицин, дауномицин и актиномицин D обладают способностью интеркалировать (встраиваться между нитей молекулы ДНК) междудвумя соседними парами оснований Г-Ц.
В результате возникает препятствие для движенияРНК-полимеразы ("заедание молнии") и остановка транскрипции.2. Рифампицин связывается с -субъединицей РНК-полимеразы прокариот и ингибирует ее. Благодаря такой избирательности действия рифампицин действует только на бактериии является препаратом для лечения туберкулеза.3. -Аманитин, октапептид бледной поганки (Amanita phalloides) блокируетРНК-полимеразу II эукариот и предотвращает продукцию мРНК.АктивацияАктивация транскрипции используется в клинике намного реже и заключается в применении аналогов стероидных гормонов для достижения анаболического эффекта в органе-мишени (см "Гормоны"/"Механизм действия стероидных гормонов").ГЕ НЕТ ИЧЕСК ИЙКОДГенетический (биологический) код – это способ перевода четырехзначного (А, Г, У, Ц)языка нуклеотидов в двадцатизначный язык аминокислотной последовательности.Свойства биологического кодаТриплетность – три нуклеотида формируют кодон, кодирующий аминокислоту.
Всегонасчитывают 61 смысловой кодон.Специфичность (или однозначность) – каждому кодону соответствует только одна аминокислота.Вырожденность – одной аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.Универсальность – биологический код одинаков для всех видов организмов на Земле(однако в митохондриях млекопитающих есть исключения).Колинеарность – последовательность кодонов соответствует последовательности аминокислот в кодируемом белке.Неперекрываемость – триплеты не накладываются друг на друга, располагаясь рядом.Отсутствие знаков препинания – между триплетами нет дополнительных нуклеотидовили каких-либо иных сигналов.Однонаправленность – при синтезе белка считывание кодонов идет последовательно,без пропусков или возвратов назад.АД АПТ ОР НАЯРОЛЬ Т Р АНС ПОРТ НЫХРНКТранспортные РНК являются единственным посредником между 4-х буквенной последовательностью нуклеиновых кислот и 20-ти буквенной последовательностью белков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
