Составляющие элементы процесса транскрипции

РНК-полимераза+НТФ +ДНК-матрица =РНК + ДНК-матрица + ФФн.

РНК-полимераза E.coli – это белок который имеет четвертичную структуру. Одновременно в клетке присутствует около 7000 молекул данного РНК-полимеразы.

Субъединичный состав РНК-полимеразы E.coli:

2 αββ^’δω – holo-фермент (полный)

2 αββ^’ω – core-фермент (150х115х110А)

Без δ-фактора это core-фермент. δ-фактор это сменный фактор специфичности (δ70, δ28, δ54 ).

Две α субъединицы это каркас РНК-пол. К ним крепятся остальные субъединицы. β^’- субъединица отвечает за прочное связывание с ДНК за счет кластера положительно заряженных аминокислот. β – в субъединице находится 2 каталитических центра. Один отвечает за инициацию, а другой за элонгацию РНК- цепи. Один центр при этом работает в holo-ферменте, а другой в core- ферменте.

ω: восстанавливает РНК-полимеразу обратно в дееспособную форму. Также обнаружено ее защитное/шаперонное действие на β'-субъединицу у микобактерий. σ-субъединица играет центральную роль в инициации транскрипции, будучи прямо вовлеченной в узнавание промотора и плавление ДНК. В клетках E. coli имеется семь различных σ-факторов, каждый из которых обеспечивает узнавание промоторов c определенными последовательностями (т.е. определенные гены). В экспоненциальной фазе роста более 90% молекул холоферментa в клетке содержит субъединицу σ70. σ-фактор нарушает способность фермента связываться со случайным участком ДНК примерно в 10 000 раз, и образующиеся комплексы ДНК-фермент становятся очень короткоживущими.

35. Особенности транскрипции прокариот и эукариот:

1.Уэукариот три вида РНК-полимераз, у прокариот – один (из 4 субъединиц)

2. Единица транскрипции у прокариот – оперон, у эукариот – транскриптон

3. Первичный транскрипт у прокариот полицистроный, сразу подвергается трансляции, у эукариот – моноцистронный, подвергается постсинтетической модификации

4. Трансляция с синтезированныхиРНК у эукариот разделены в пространстве и времени с транскрипцией, у прокариот трансляция может начаться до окончания транскрипции.

В прокариотических клетках процесс трансляции сопряжен с синтезом мРНК: они происходят практически одновременно. В значительной степени это связано с недолговечностью бактериальной мРНК, которая достаточно быстро подвергается распаду. Трансляция упрокариот начинается вскоре после образования 5'-конца мРНК, раньше, чем заканчивается ее синтез. В результате вслед за РНК-полимеразой по мРНКдвижутся рибосомы, осуществляющие сборку пептидных цепей. Через некоторое время после начала транскрипции (около 1 мин) и до завершения трансляции 3'-конца матрицы начинается деградация ее 5'-конца. Ввиду того что время жизни разных мРНК не одинаково, количество белка, синтезированного на разных матрицах, различно. Соединение рибосомы с мРНК обусловлено комплементарным взаимодействием нуклеотидов одной из рРНК с нуклеотидной последовательностью лидера мРНК.

Транскрипция у эукариот. В основном, механизмы транскрипции у эукариот сходны с хорошо исследованной транскрипцией прокариот.

Однако, имеются и значительные различия. Главными из них являются:1.Транскрипция уэукариот происходит в ядре с участием трех разных РНК-полимераз. В отличие от прокариот, РНК-транскрипты у эукариот не соединяются с рибосомами до завершения транскрипции. Трансляция (синтез белка) на иРНК происходит после ее выхода из ядра в цитоплазму клетки.

2.Ни одна из полимераз эукариот не способна самостоятельно связываться с промоторами транскрибируемых ими генов. Для присоединения к транскриптонам эукариот служат специфичные для каждой РНК-полимеразы белковые факторы транскрипции (TF-факторы). РНК-полимеразыI,II и III требуют участия факторов транскрипции, называемыхTFI,TFII,TFIIIсоответственно.

3. Первичный РНК-транскрипт подвергается процессингу или созреванию: обычно к 5׳-концу добавляется кэп (шапочка), а к 3׳-концу – хвост (поли (А)-фрагмент), внутренняя последовательность РНК подвергается сплайсингу. Первичные транскрипты (пре-мРНК) намного длиннее зрелыхмРНК и локализованы в ядре клетки, образуя группу гетерогенных ядерных РНК (гя РНК). Укорочение происходит за счет вырезания не кодирующих белка последовательностей и сшивания смысловых последовательностей (сплайсинг).Процесс транскрипции состоит из трех этапов: инициации, элонгации и терминации.

Этапы транскрипции. Инициация, элонгация и терминация транскрипции.

Процесс синтеза белка представляет собой ряд последовательных событий. Вначале синтезируется и-РНК. Этот процесс называется транскрипцией. Фермент РНК-полимраза, двигаясь вдоль молекулы ДНК, обеспечивает синтез РНК. Транскрипция никогда не заканчивается и не начинается в любом месте ДНК- матрицы. На первой стадии транскрипции фермент присоединяется к ДНК- матрице, к определенному участку ее, который называется промотором. Вторая стадия- инициация-сводится к связыванию первого и второго нуклеозидтрифосфатов с энзимом и замыканию первого фосфодиэстерного мостика . Третья стадия транскрипции-элонгация - заключается в многократном повторении реакций присоединения к ферменту новых нуклеозидтрифосфатов. И ,наконец, на четвертой стадии транскрипции- терминации- прекращается элонгация и от матрицы отделяется готовая РНК.

Далее и-РНК через поры яденой мембраны следут в цитоплазму, к рибосомам . С момент встречи и-РНК с рибосомами начинается этап трансляции, т.е своеобразного перевода кодовых обозначений последовательности аминокислот в реальную первичную структуру полипептида. Центральное место в трансляции принадлежит рибосомам. К одному и тому же участку и-рнк друг за другом присоединяются рибосомы и двигаются вдоль нее. Каждая рибосома по мере продвижения считывает информацию, триплет за триплетом, присоединяя соответсвующие молекулы т-рнк.

Процесс обратнойтринскрипции состоит из двух этапов. Сначала на РНК-матрице синтезируется нить ДНК, т.е образуется промежуточный продукт реакции, состоящий из гибридных молекул, одна нить которых- вирусная РНК, другая – комплементарная ей синтезированная нить ДНК. На нити ДНК гибридной молекулы синтезируется вторая нить ДНК и получается конечный продукт реакции .