36. Транскрипция.

Все процессы, которые происходят в клетке возможны благодаря синтезу белков. А синтез белков возможен благодаря существованию РНК.

РНК синтезируется ферментом ДНК- полимеразой.

Транскрипция – синтез всех типов РНК по матрице ДНК, который осуществляется ферментом ДНК- полимеразой.

В основе транскрипции лежит принцип комплементарности азотистых оснований полинуклеотидных цепей ДНК и РНК, а сам процесс осуществляется с участием соответствующих ферментов РНК-полимераз, и большой группы белков – регуляторов транскрипции.

Типы, синтезируемые РНК:

• мРНК;

• рРНК;

• тРНК;

• малые ядерные РНК;

• некодирующие РНК, предназначенные для синтеза теломерных концов хромосомы, инактивации Х- хромосомы, транспорта белков из ядра в цитоплазму.

Общая характеристика процесса транскрипции:

1. Транскрибируется только одна нить в молекуле ДНК.

2. Синтез цепи РНК идет в направлении 5′ → 3′.

3. РНК синтезируется комплементарно и антипараллельно транскрибируемой нити ДНК.

4. В связанном с ДНК состоянии постоянно находится не более 9-10 нуклеотидов.

5. Свободный 5′ - конец РНК в ходе синтеза отделяется.

6. В ДНК в расплетенном состоянии постоянно находится не более 18-20 нуклеотидов.

Строящаяся цепь РНК имеет направление 5′-3′, т.е. нуклеотиды у этой цепи присоединяются к 3′ концу. По отношению к матричной цепи ДНК строящаяся цепь РНК антипараллельна, поэтому она транскрибируется ферментом в направлении 3′ →5′.

Механизм транскрипции состоит из 4 этапов:

• Узнавание промотора.

• Инициализация.

• Элонгация.

• Терминация.

Инициация – образование фосфодиэфирной связи между двумя рибонуклеотидами.

Элонгация – последовательное удлинение растущей цепи РНК.

Терминация (окончание транскрипции) определяется особой нуклеотидной последовательностью ДНК.

Транскрипция ДНК происходит в определенных участках молекулы – транскриптонах. Транскриптон ограничен последовательностью ДНК – зоной начала транскрипции, которая называется промотором и зоной остановки транскрипции- терминатором.

Процесс транскрипции обеспечивает фермент ДНК – зависимая РНК-полимераза. У бактерий синтез мРНК, рРНКи Трнк осуществляется одной и той же РНК-полимеразой. Общее количество молекул этого фермента в клетках Е.coli может достигать около 7000. Наиболее полно изучена РНК-полимераза E.coli, структура которой аналогичны структуре этого фермента у других бактерий. Процесс транскрипции и его ферментативного обеспечения более подробно изучены у прокариот, РНК-полимеразы которых представляют собой сложные белки, состоящие из нескольких субъединиц. Хорошо изучен полный фермент РНК-полимеразы E.coli. Его структуры составляют пять полипептидных субъединиц: две альфацепи, одну бета- и одну бета-штрих-цепи, а также сигма-цепи. Холофермент РНК-полимераза способна узнавать промоторную область в оперонах бактерий и инициировать процесс транскрипции. Главными составляющими элементами процесса транскрипции являются: РНК-полимераза + НТФ + ДНК-матрица=РНК+ ДНК-матрица + ФФн.