4.Ферменты транскрипции.
Транскрипция осуществляется с участием ряда ферментов, а также различных белковых факторов транскрипции
5. Интроны и экзоны. Основные характеристики интронов
Особенности у прокариот и эукариот
У прокариот ген состоит из экзонов (полицистронный) у эукариот - из экзонов и интронов
У прокариот ген состоит из экзонов (полицистронный) у эукариот - из экзонов и интронов
Процессинг (созревание РНК) у эукариот 1. Кэпирование – на 5`-конце (7-метилгуанозин) 2. Вырезание интронов и сплайсинг (сшивание) экзонов 3. Полиаденилирование (образование поли-А-А-А хвоста на 3`-конце)
Интроны и экзоны являются частями генов. Экзоны кодируют белки, тогда как интроны – нет. Интроны можно рассматривать как промежуточные последовательности, тогда как экзоны будут выраженными последовательностями.
По мнению исследователей, в среднем на человеческий ген приходится 8,8 экзонов и 7,8 интронов.
Что такое экзоны?
Экзоны являются частями ДНК, которые превращаются в зрелую мРНК. Процесс, посредством которого ДНК используется в качестве матрицы для создания мРНК, называется транскрипцией.
Затем эта мРНК подвергается дополнительному процессу, называемому трансляцией, где мРНК используется для синтеза белков с помощью другого типа молекулы, называемой тРНК.
Что такое интроны?
Интроны – это части генов, которые напрямую не кодируют белки. По длине интроны могут варьироваться от 10 до 1000 пар оснований.
У кого имеются интроны?
Интроны обычно встречаются у многоклеточных эукариот, таких как люди. Они менее распространены у одноклеточных эукариот, таких как дрожжи и даже реже у бактерий. Было высказано предположение, что количество интронов, содержащихся в генах организма, положительно связано с его сложностью. То есть чем больше интронов содержит организм, тем сложнее сам организм.
Классификация интронов
Сейчас классифицированы четыре группы интронов:
Ядерные интроны
Интроны группы I
Интроны группы II
Интроны группы III
Иногда интроны группы III также относят к группе II, потому что они похожи по струкурами и функциям. Ядерные или спалайсосомни интроны подвергаются сплайсинга при помощи сплайсосома и малых ядерных РНК (snoRNA). В последовательности РНК, содержащей ядерные интроны, есть специальные сигнальные последовательности, которые узнаются сплайсосома.
Интроны I, II и III групп способны к автосплайсингу и встречаются реже, чем сплайсосомни интроны. Интроны II и III группы похожи друг на друга и имеют сходную вторичную структуру. Они обладают свойствами, похожими на свойства сплайсосома и, вероятно, является ее эволюционными предшественниками. Интроны I группы, которые случаются у бактерий и простейших, — единственный класс интронов, что требует присутствия несвязанного гуанидинового нуклеотида. Их вторичная структура отличается от вторичной структуры интронов II и III группы.
6. Процессинг рнк эукариот и прокариот. Альтернативный сплайсинг
В процессинге выделяют этапы:
Сплайсинг. Интроны вырезаются, экзоны сшиваются
Модификация концевых участков. По 5′ концу происходит кепирование, необходимое для обеспечения взаимодействия с рибосомой. По 3′ концу образуется полиадениловый хвост, способствующий выходу РНК в цитоплазму.
Химическая модификация внутренних нуклеотидов.
Сплайсинг характерен для мРНК, полный.
Процессинг = зрелая иРНК = отбор = 5% попадает в цитоплазму из ядра
гяРНК – предшественник+ смесь (т.е. РНК образующаяся в процессинге)
Ограниченный процессинг
Характерен для рРНК, тРНК, прокариот. В случае, когда гены не имеют интронов и экзонов. Сплайсинга нет, но есть нарезание, из первичного транскрипта вырезание рРНК
Альтернативный сплайсинг
Альтернативный сплайсинг-вырезание интронов со сдвигом.Несколько экзонов, содержащихся в составе мРНК, могут сшиваться в разных комбинациях с образованием различных мРНК.У эукариот альтернативный сплайсингмРНК, содержащих большое количество интронов, является эффективным способом регуляции активности генов, создает возможность для возникновения изоформ белков, наборы которых могут существенно различаться в различных клетках, тканях и органах многоклеточных организмов.
Альтернативный сплайсинг позволяет организму синтезировать разные по структуре и свойствам белки на базе одного гена. Такие гены кодируют семейства родственных белков, участвующих в мышечных сокращениях, формировании цитоскелета, нервных волокон, молекул иммуноглобулинов, пептидных гормонов.
Нарушение сплайсинга приводит к серьезным патологиям человека: - фенилкетонурия: нарушение сплайсинга 12-го и 13-го экзонов гена фенилаланингидроксилазы; - талассемия: мутации, нарушающие сплайсинга бетаглобиновых генов
