Биохимия Р.Марри

тами, специфически заполняющими брешь без раз­ рыва фосфодиэфирного остова молекулы.

Как цитозиновые, так и адениновые основания

спонтанно дезаМИНИРУЮТСII с образованием урацила и гипоксантина соответственно. Поскольку в норме

ДИК не содержит ни урацила, ни гипоксантина, нет

ничего удивительного в том, что специфические N-

гликозилазы узнают эти аномальные основания

и удаляют их. Образовавшийся разрыв служит сиг­ налом для действия репарационных пуринили пи­ римидинспецифичных эндонуклеаз, расщепляющих

фосфодиэфирную связь возле соответствующего участка повреждения. После этого при последовате­ льном действии экзонуклеазы, репарационной ДНК­ полимеразы и ДНК-лигазы происходит заполнение

бреuши и восстановление исходной правильной

структуры (рис. 38.22). Эта цепь событий получила название эксцизионноii репарации. Сходным образом происходит процесс репарации ДНК, содержащей

алкилированные основания и аналоги оснований. Восстановлениеделецийиудаление вставокпроис­

ходит при помощи рекомбинационных процессов, которые могут протекать либо с участием реплика­

ции, либо без нее.

Ультрафиолетовое излучение индуцирует образо­

вание nиримидин-пиримидиновых димеров. Этот

Рис. 38.23. Тимин-тиминовый димер. образующийся при связывании рядом расположенных тиминовых оснований.

процесс затрагивает преимущественно расположен­

ные друг под другом тиминовые основания одной

цепи (рис. 38.23). Для удаления тиминовых димеров

в клетке существуют два механизма: эксцизионная

репарация и фотореактивация. Этот способ репара­ ции подразумевает фотоактивацию видимым светом специфического фермента, который обращает про­ цесс, приведший к образованию димерной структу­

ры.

ATCGGCTCATCCGAT

I I I I I I I I I I I I I I I

TAGCCGAOTAGGCTA

1Ten _ ...opr••

ATCGGCTUATCCGAT

--------------------------~--------------------

ATCGGCTCATCCGAT

I I I I I I I I I I I I I I I

ТАОССОАОТАООСТА

PIIC. 38.22. Фермент ураЦИЛ-ДНК-ГЛИlCозилаза удаляет ура­

ЦИЛ. ВОЗНИlCающий при спонтанном дезаминировании ци­

ТОЗИН8. (Courtesy of В. Alberts.)

Одноцепочечные разрывы ДНК, вызванные ио­

низирующей радиацией, могут быть репарированы

прямым лигированием или рекомбинацией. Меха­

низмы, вовлеченные в репарацию поперечных сши­

вок между основаниями противолежащих цепей или

между ДНК и белками, изучены недостаточно.

Итак, репарация повреждений, вызванных иони­ зирующей радиацией и алкилированием оснований,

осуществляется путем вырезания и ресинтеза корот­

ких участков ДНК. Удаление повреждений, вызван­ ных ультрафиолетовым облучением, а таlOlCе попе­

речных сшивок достигается аналогичным путем, но

в этом случае затрагиваются более протяженные

участки ДНК. В клетках млекопитающих о протека­

нии репарационной реJ.1Ликации свидетельствует вне­

плановый синтез ДНК, т.е. включение в ДИК ра­ диоактивных предшественНИlCОВ вне S-фазы.

При интенсифнкации процессов эксЦИЗИОННОЙ ре­

парации в ответ на повреждающие воздействия

в клетках ~екопитающих усиливается активность

фермента поли(АDР-рибозил)-полимеразы. Этот фермент при участии кофермента NAD+ осуществ­

ляет реакцию АDР-рибозилирования белков хро­

матина. В основном происходит моно­

АDР-рибозилирование, однако иногда имеет место npисоединение гомополимерных цепочек (АОР­

рибоза)n. Функция поли(АDР-рибозил)-полимеразы или ее продукта-(АDР-рибоза)n-в процессе

эксцизионной репарации не вполне ясна. Наблюдае­

тся корреляция во времени между интенсификацией

процессов репарации и увеличением активности фер­

мента. Специфическое ингибирование активности

данного фермента препятствует устранению разры­

вов в цепи ДИК. Увеличение активности poly (АОР­

рибозил)полимеразы вызывается, по-видимому,

фрагментацией ДИК в ядре. Такая фрагментация может быть индуцирована в первую очередь физиче­

скими агентами (например, рентгеновским излуче­ нием), кроме того, она может происходить неадек­

ватно интенсивно в ходе репарации ультрафиолето­

вых повреждений или повреждений, вызванных ал­

килирующими агентами. Возрастание активности фермента, вызванное разрывами ДИК, бывает на­

столько велико, что может привести к истощению

внутриклеточного запаса кофермента NAD+.

Пигментнаll ксеродерма - аутосомно-рецессив­

ное наследственное заболевание. Клинический синд­

ром включает чувствительность к солнечному свету

(ультрафиолет), что приводит к образованию мно­ жества очагов рака кожи и летальному исходу. Это заболевание, по-видимому, связано с нарушениями

репарационных процессов. В культивируемых клет­ ках больных пиrментной ксеродермой снижена ин­

тенсивность фотореактивации тиминовых димеров. Однако собственно генетические нарушения, приво­

дящие к пигментной ксеродерме, насчитывают по

меньшей мере 7 комnлементационных групп, что

указывает на комплексность причин, вызывающих

данное заболевание.

При пиrментной 19Серодерме в клетках большин­ ства (если не всех) комnлементационных групп на­ блюдаются аномалии в скорости и интенсивности

ответа поли(АDР-рибозил)-полимеразы на ультра­

фиолетовое облучение. В клетках по крайней мере

одной комnлементационной группы снижение актив­

ности фермента, по-видимому, связано с неспособ­ ностью разрезать цепь ДИК у поврежденного сайта,

поскольку добавление к таким дефекmым клеткам

дезоксирибонуклеазы нормализует уровень активно­

сти поли(АDР-рибозил)-полимеразы.

У больных с атаксией-телеаlП'иэктазией (аутосом­ но-рецессивное заболевание, приводящее к мозжеч­ ковой атаксии и лимфоретикулярной неоплазме) по­

вышена чувствительность к рентгеновскому облу­

чению. У больных анемией Фанкони (аутосомно­

рецессивная анемия, сопровождающаяся повышен­

ной частотой онкологических заболеваний и хромо­

сомной нестабильностью), вероятно, нарушена си­

стема репарации поперечных сшивок. Для всех трех

описанных синдромов характерна повышенная ча­

стота возникновения опухолей. Вполне возможно, что в недалеком будущем будут выявлены другие за­

болевания человека, вызванные нарушениями в си­

стеме репарации повреждений ДИК.

ЛИТЕРАТУРА

Ваие, w. R. ес а/. Supercoiled DNA, Sci. Аm. (Ju1y), 1980,243, 118.

Caпto, С. R. DNA choreography, СеН, 1981, 25, 293. /go-Keтenes Т., Horz W., Zachau H.G. Chromatin, Annu.

Rev. Biochem., 1982, 51, 89.

Jelinek w. R., Schтid С. W. Repetitive sequences in eukaryotic DNA and their expression, Annu. Rev. Biochem., 1982,51, 813.

Jongstra J. et а/. Induction of a1tered chromatin structures Ьу simian virus 40 enhancer and promoter e1ements, Nature, 1984, 307, 708.

Kornberg А. DNA Rep1ication, Freeman, 1980.

Lindah/ Т. DNA repair enzymes, Annu. Rev. Biochem., 1982, 51, 61.

Loeb L. А., Kunke/ Т. А. Fidelity of DNA synthesis, Annu. Rev. Biochem, 1982, 51, 429.

McGhee J. D., Fe/senfe/d G. Nuc1eosome structure, Annu. Rev. Biochem., 1980, 49, 1115.

Nossa/ N. G. Prokaryotic DNA rep1ication systems, Annu. Rev. Biochem., 1983, 52, 581.

ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ И ЕЕ БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Синтез РНК на матрице ДНК представляет со­ бой сложный процесс, в котором участвуют РНК­ полимераза и другие ферменты. Образование пер­ вичного РНК-транскрипта включает несколько ста­ дий: инициацию, элонгацию и терминацию. Больше всего известно об инициации. Идентифипирован ряд последовательностей ДНК (как правило, предше­ ствующих сайту инициации), а также белковых фак­

торов, связывающихся с этими последовательностя­

ми и регулирующих инициацию транскрипции. Луч­

ше всего этот процесс изучен для прокариот и виру­

ции. Большинство же мРНК млекопитающих синте­

зируется в виде молекул-предшественников, которые

должны пройти этап процессинга с образованием зрелой, т. е. активной мРНК. Ошибки процессинга

и сплайсинга mPHK-транскриптов могут служить причиной ряда заболеваний, например вызывать определенные виды талассемии (см. гл. 36).

СИНТЕЗ РНК

Процесс синтеза РНК по ДНК-матрице наиболее

полно охарактеризован для прокариот. Хотя в клет­

ках млекопитающих регуляция синтеза и процессинг

РИК отличаются от прокариотических систем, сами

сов. хотя в последние годы достигнуты большие успехи в расшифровке механизма транскрипции в клетках млекопитающих. Любые изменения, за­ трагивающие синтез РНК, немедленно отражаются на уровне синтеза белка и приводят к различным ме­

таболическим сдвигам в клетке. Благодаря таким

модуляциям синтеза РНК организм может приспо­

процессы синтеза РНК у обоих типов организмов

практически одинаковы. Вот почему описание синте­ за РНК у прокариот вполне приложимо и к эукарио­ тическим клеткам, несмотря на то что ферменты

и регуляторные сигналы синтеза РИК различаются.

Последовательность рибонуклеотидов в молеку­ ле РНК комплементарна последовательности дезок­

сабливаться к меняющимся условиям окружающей

среды.

Молекулы РНК, синтезированные в клетках мле­

копитающих, часто сильно отличаются от молекул

РНК, транскрибированных в прокариотических клетках. Особенно это касается mPHK-транскриптов. Прокариотические мРНК могут быть транслирова­ ны в том виде, какой они имеют после транскрип-

матричны e цепи

Рис. 39.1. Матричные (кодирующие) цепи различных сце­ пленных генов. Ими могут быть разные цепи двухцепочеч­ ной днк.

сирибонуклеотидов одной из цепей ДИК (рис. 37.8).

Та из двух цепей ДИК, по которой непосредственно идет транскрипция РИК-молекул, называется коди­ рующей цеПLЮ. Другую цепь часто называют некоди­ рующей цеПLЮ соответствующего гена. Важно пони­ мать, что в двухцепочечной ДНК, содержащей мно­

го генов, кодирующая цеПL каждого данного гена

вовсе не обязательно представлена в рамках одной и той же цепи ДИК (рис. 39.1). Другими словами, од­

на цепь молекулы ДНК дЛЯ одних генов является ко­

дирующей, а для других соответственно­

некодирующей. Обратите внимание, что, за исклю­ чением замещения Т на U, последоватеЛЬНОСТL РНК­

транскрипта идентична некодирующей цепи.

ДНК-зависимая РНК-полимераза- это фермент,

полимеризующий рибонуклеотиды в послеДоватеЛL­

ность, комплементарную кодирующей цепи гена

(рис. 39.2). Фермент связывается с определенным

участком кодирующей цепи, называемым промото­

ром. Затем в стартовой точке инициируется синтез

ФФФ-S'-пурин

РНК-полимераза Кодирующая цепь

Некодирующая цепь

Рис. 39.2. Полимеризация рибонуклеотидов в последова­

тельность РНК, комплементарную кодирующей цепи гена.

Реакция катализируется PHK-полимеразоЙ. (From:

J. О. Watson, Molecular Biology of the аепе, 3rd. ed., Сору­ right 1976, 1970, 1965, Ьу W. А. Benjamin Inc. Menlo Park, Calif.)

терминирующая последовательность. Область

транскрибируемой ДИК между промотором и тер­

минатором называется единицей транскрипции.

Образующаяся при этом молекула РНК, синтезируе­

мая в направлении 5'-3', называется первичным транскриптом. В прокариотических организмах пер­ вичный транскрипт часто содержит РНК-копии сра­

зу нескольких генов, а у эукариот, как правило,­

лишь единичного гена. 5'-Концы первичного прока­

риотического транскрипта и зрелой цитоплазмати­

ческой РНК идентичны. Это означает, что стартовая

точка транскрипции соответствует 5'-нуклеотиду

мРНК. у эукариот первичные транскрипты, синтези­ рованные РНК-полимеразой 11, тут же модифипи­

руются посредством присоединения «КЭПа»-

7-метилгуанозинтрифосфата (рис. 37.10) (он по­ стоянно присутствует на 5'-конце зрелых цитоплаз­ матических мРНК). По-видимому, кэпирование не­ обходимо как для пропесса созревания первичного

транскрипта, так и для последующей трансляпии

зрелой мРНК.

Молекула ДНК-зависимой РНК-полимеразы Е. coli состоит из четырех субъединиц- двух идентич­

ных (а-субъединицы) и еще двух- близких по разме­ ру, но не идентичных (J3-и J3'-субъединицы). Для осу­

ществления полимеразной функции должен образо­ ваться холофермент- комплекс так называемого

кор-фермента, т. е. собственно РНК-полимеразы, с дополнительным белковым фактором (а-фактор),

способствующим более прочному связыванию поли­

меразы со специфической промоторной последова­

тельностью ДНК. Бактерии продуцируют множе­

ство различных а-факторов, каждый из которых

функпионирует в роли регулятора, модулирующего промоторную специфичность РНК-полимеразы.

Появление различных а-факторов коррелирует во

времени с запуском различных «комплексных про­

грамм» экспрессии определенного набора генов

в прокариотических системах, таких, как развитие

бактериофагов, споруляция или ответ на тепловой

шок.

Процесс синтеза РНК, изображенный на рис. 39.3, включает связывание РНК-полимеразного комплекса с ДНК-матрицей в промоторной области. Вслед за этапом инициации синтеза РНК высвобо­ ждается а-фактор и происходит элонгация синтеза РИК в направлении 5'- 3' аНТИllараллельно матрич­

ной пепи ДНК. Фермент полимеризует рибонуклео­

тиды в определенной последовательности, отражаю­ щей структуру кодирующей пепи в соответствии

с принципом комплементарности. В ходе реакции высвобождается пирофосфат. И в прокариотиче­

ских, и в эукариотических организмах полимериза­

пия РНК начинается обычно с пуринового рибону­

клеотида.

По мере продвижения комплекса элонгации, со­ держащего РНК-полимеразу (кор-фермент) по коди­ рующей цепи, должно происходить расплетание ДИК. ОНО необходимо для правильного образова­

ния комплементарных пар со встраиваемыми в цепь

РНК рибонуклеотидами. Размер расплетенного участка ДНК постоянен в течение всего процесса

транскрипции и составляет около 17 пар на молеку­

лу полимеразы (судя по всему, он не зависит от

транскрибируемой последовательности ДИК). ЭТО

позволяет предположить, что РНК-полимераза ассо­

циирована с дополнительным фактором, проявляю­

щим расплетающую активность, благодаря которой и раскрывается спираль ДНК. ТОТ факт, что для

протекания транскрипции двойная спираль ДИК должна развернуться, а цепи разойтись (по крайней

мере временно), означает неизбежность некоторого

нарушения структуры нуклеосом.

Сигнал терминации синтеза молекулы РИК пред­

ставляет собой определенную последовательность,

расположенную в рамках кодирующей цепи ДИК.

Этот сигнал распознается терминирующим бел­

ком - р-фактором. После терминации синтеза дан­ ной цепи РИК кор-фермент отделяется от ДНК­

матрицы и, связавшись с новой молекулой

а-фактора, может узнавать соответствующие про­

моторные участки и приступать к синтезу новой мо­

лекулы РНК. Одну и ту же кодирующую цепь могут

одновременно считывать несколько молекул РНК­ полимеразы, но процесс отрегулирован таким обра­ зом, что в каждый данный момент каждая молекула

транскрибирует различные участки ДИК. Электрон­

ная микрофотография синтеза РНК представлена на

рис. 39.4.

В клетках млекопитающих обнаружено несколь­ ко типов ДНК-зависимых РНК-полимераз. Их свой­

ства представлены в табл. 39.1. По-видимому, каж­

дый из этих ферментов отвечает за транскрипцию

различных наборов генов. Молекулярные массы

трех важнейших классов РИК-полимераз млекопи­ тающих варьируют в пределах 500000--600000. Их

структура имеет много общего со структурой бакте­ риальной ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Все они имеют по две больших субъединицы и по не­ сколько малых субъединиц. Недавние работы по

клонированию и секвенированию продемонстриро­

вали сходство аминокислотных последовательно­

стей эукариотических и прокариотических РИК­ полимераз. Функции индивидуальных субъединиц

пока не выяснены. Некоторые из них могут нести ре­ гуляторные функции, осуществляя узнавание специ­ фических последовательностей промотора и терми­

натора.

Один из токсинов- а-аманитин, продуцируемый

грибом Amantia phaloides, является специфическим ингибитором нуклеоплазматической ДНК­ зависимой РНК-полимеразы (РНК-полимеразы 11). благодаря чему его удалось эффективно использо­ вать во многих молекулярно-биологических иссле­ дованиях (см. табл. 39.1).

сIIпI8лы транскрипции

~ализ нуклеотидной последовательности кло­

нированных генов позволил выявить ряд областей

ДНК, играющих существенную роль в процессах

транскрипции. На основе изучения большого числа

бактериальных генов стало возможным построение

консенсусных моделей последовательностей, выпол­ няющих функции промоторов И терминаторов транскрипции. Бактериальные промоторы состоят примерно из 40 нуклеотидных пар (4 витка двойной

спирали ДНК), Т.е. они достаточно малы, чтобы полностью закрываться РНК-холополимеразным

комплексом Е. соН. В рамках консенсусной структу­

ры промотора выявлены два коротких консерватив­

ных элемента. На расстоянии около 35 нуклеотид­

ных пар в сторону 5'-конца от точки начала транс­

крипции находится восьмичленная последователь­

ность, изображенная на рис. 39.5. На более близком

расстоянии к точке инициации транскрипции (около

........------ ПРОМОТОР

1О нуклеотидов) расположен 6-членный АТ-богатый

участок. Он имеет относительно низкую температу­

ру плавления из-за отсутствия GС-пар. В связи

с этим считается, что на данном участке, называе­

мом ТАТА-последовательностью (а также Прибнов­ боксом), легко происходит диссоциация цепей ДИК

так, что РНК-полимераза, связанная с областью

промотора, получает доступ к участку последовате­

льности кодирующей цепи, непосредственно приле­ гающему к промотору со стороны 3'.

Как показано на рис. 39.6, р-зависимые сиrналы терминации транскрипции в клетках Е. coli также ха­

рактеризуются определенной консенсусной структу­

рой. Консервативная последовательность термина­ тора, состоящая примерно из 40 нуклеотидов, содер­

жит разнесенные на некоторое расстояние инверти­

рованные повторы и заканчивается серией АТ-пар.

РНК-транскрипт, образовавшийся после прохожде­ ния транскрипционного комплекса через область ин­ вертированных повторов, может формировать вну­

тримолекулярную шпилечную структуру, изобра­

женную на рис. 39.6. Транскрипция продолжается далее в вышеупомянутую АТ-область, после чего

под воздействием специфического белка­

терминатора, так называемого р-фактора, РНК­

полимеразный комплекс останавливается и диссо­

циирует, высвобождая первичный РНК-транскрипт.

Транскрипционные сигналы генов млекопитаю­

ЩИХ, как и следовало ожидать, организованы более сложно. Данные, полученные с помощью генной ин­

женерии, свидетельствуют о наличии нескольких ти­

пов сигналов, контролирующих транскрипцию.

Вблизи собственно промоторной области располо­

жены сигнальные последовательности двух типов.

Одна из них указывает, где должна начаться транс­

крипция, а другая определяет, как часто должно про­

исходить это событие. В гене тимидинкиназы вируса

герпеса, использующего транскрипционную систему

хозяина для экспрессии собственных генов, суще­ ствует один уникальный сайт инициации транскрип-

Сайт инициации

висимости от оказъmаемого ими эффекта называют

«энхансерами» или «саЙJIенсерами» соответственно.

Они могут быть расположены как до (со стороны 5'),

так и после (со стороны 3') сайта инициации транс­

крипции. В отличие от промоторных последователь­ ностей энхансеры и сайленсеры могут оказывать

цuс-эффект на расстоянии сотен и тысяч оснований от соответствующей транскрипционной единицы.

Их функционирование не зависит от ориентации. И наконец, известен еще один класс регулятор­

ных элементов, обеспечивающих адаптивную регу­

ляцию экспрессии некоторых генов. Представителя­

ми этого класса являются регуляторные элементы,

чувствительные к гормонам (стероидам, Тз, ТРГ,

сАМР, пролактину и т. д.; см. гл. 44). Сюда же вклю­

чены элементы, специфически регулирующие клеточ­

ный ответ на тепловой шок, действие металлов (Cd2 +

иZn2+) и некоторых химических токсинов (диоксин).

Кэтому классу относятся и определенные участки

последовательности ДНК, ответственные за регуля­

цию тканеспецифичной экспрессии генов, например

гена альбумина в печени. Некоторые из таких адап­

тационных структур функционируют подобно сай­

ленсерам или энхансерам (так регуляторный эле­

мент, чувствительный к глюкокортикоидным гормо­ нам, действует как энхансер).

Общее свойство всех регуляторных элементов,

как основных, так и дополнительных, состоит в том,

ствия определенных участков ДНК со специфически­ ми белковыми факторами. Множество таких белко­ вых факторов было идентифицировано (табл. 39.2). Изучению механизма влияния таких дНК-белковых

Таблица 39.2. Некоторые регуляторные 'Элементы, контро­

лирующие транскрипцию, и связывающиеся с ними факто­

ры, найденные для генов, транскрибируемых РНК­

полимеразой 11

взаимодействий на транскрипцию генов посвящено значительное число исследований.

Сигналы терминации транскрипции. направляе­ мой эукариотической РНК-полимеразой 11, изучены очень плохо. Однако есть основания считать. что

сигналы терминации расположены на значительном

расстоянии от 3'-конца кодирующей области эука­ риотических генов. Например, сигналы терминации

транскрипции гена ~-глобина мыши обнаружены в нескольких местах на расстоянии 1000-2000 осно­

ваний далее сайта, по которому обычно происходит полиаденилирование транскрипта. Мало что извест­ но о самом процессе терминации. Неизвестно, уча­ ствуют ли в терминации какие-либо специфические

белковые факторы, подобные р-фактору бактерий.

3'-Конец зрелой мРНК генерируется уже после за­

вершения транскрипции, по-видимому, в два 'Этапа.

После того как РНК-полимераза 11 пройдет об­

ласть, кодирующую 3'-конец транскрипта, первич­ ный транскрипт расщепляется РНК-эндонуклеазой

еше до полного завершения транскрипuии. Транс­

крипция и трансляция у прокариот-это сопряжен­

ный процесс. Транскрипты прокариотических рРНК

и тРНК имеют гораздо большую протяженность,

чем соответствующие зрелые молекулы РНК. Так. многие tPHK-транскрипты содержат более одной молекулы тРНК. Таким образом, для прокариотиче­ ских организмов процессинг первичных рРНК­ и tPHK-транскриптов является необходимым эта­

пом образования зрелых молекул.

Практически все первичные транскрипты РНК

у эукариот подвергаются сложному процессингу

в период между их синтезом и началом реализации

ими соответствующей функции- в роли мРНК или

в роли самостоятельных структурных факторов. та­ ких, как рРНК, 5SPHK или тРНК. Процессинг про­ исходит в первую очередь в самом ядре. Процессинг

включает кэпирование, реакции расщепления и лиги­

рования, присоединение дополнительных концевых ну­

клеотидов и нуклеозидную модификацию. От 50 до

последовательности AAUAAA на 15 оснований. По­

видимому. в эукариотических транскриптах после­

довательность AAUAAA выполняет функцию сиг­ нала разрезания РНК. Затем вновь образованный 3'-

конец полиаденилируется в нуклеоплазме, как опи­

с,шо ниже.

ДНК-зависимая РНК-полимераза 111, транскри­

бирующая гены тРНК и малых ядерных РНК (мяРНК, см. гл. 37), узнает внутригенный промотор,

расположенный непосредственно в рамках транскри­

бируемой последовательности. В случае эукариоти­ ческих генов тРНК функцию внутригенного промо­ тора выполняют два отдельных внутренних блока

последовательностей. Они транскрибируются, со­

храняются в зрелой тРНК в высококонсервативной

области и участвуют в образовании DHU- и ТЧ'С­ петель соответственно (рис. 37.11). При изучении

структуры генов тРНК in vitro было показано, что для выполнения промоторных функций расстояние

между двумя блоками должно составлять 3~0 пар

оснований. Транскрипция инициируется на участке между 10- и 16-м нуклеотидом перед блоком А. Что касается гена 5S-PHK, также транскрибируемого РНК-полимеразой 111. то для него выявлено взаимо­ действие со специфическим белковым фактором транскрипuии. Судя по всему, связываясь с внутри­ генным промотором. этот фактор взаимодействует с РНК-полимеразой 111. контролируя точность ра­

сположения каталитического центра фермента в точ­

ке инициации транскрипции.

ПРОЦЕССИНГ МОЛЕКУЛ РНК

кэпированные цепи, не входит в дальнейшем в состав цитоплазматических мРНК. Эта величина внутрия­ дерной потери РНК значительно выше, чем та, кото­

рую можно подсчитать, учитывая только удаление

некодирующих областей транскриптов (см. ниже). Точная функция «избыточной» РНК ядра клеток млекопитающих остается пока неизвестноЙ.

Благодаря развитию методов рестрикционного картирования и секвенирования молекул ДНК уда­

лось установить, что во многих генах эукариот ме­

жду экзонами (т. е. кодирующими фрагментами по­ следовательности) располагаются протяженные

участки ДНК, не несущие генетической информации,

непосредственно транслируемой в аминокислотную

последовательность белков (см. гл. 38). Такие проме­

жуточные последовательности, или интроны, обна­ руживаются в большинстве, но не во всех генах выс­ ших эукариот. Первичные транскрипты структурных

генов включают и участки, соответствующие интро­

нам. В ходе процесса, называемого «сплайсинг», эти

участки первичного транскрипта точно вырезаются,

а соответствующие экзоны-сшиваются. Процесс

протекает в ядре, затем сформировавшиеся молеку­ лы мРНК выходят в цитоплазму, где и происходит их трансляция (рис. 39.9).

До сих пор неизвестны точныемеханизмы безоши­

бочного вырезания интронов и сшивания экзонов,

транспорта РНК в цитоплазму. Однако исследова­ ния последних лет дали много новой информации об этих процессах. Хотя последовательности нуклеоти­

дОВ в интронах даже в пределах одного транскрипта

очень гетерогенны, удается выявить консенсусную

последовательность для каждого из двух участков