Лекція 12 ТЕМА Післятранскрипційна регуляція експресії генів

Лекція № 12 ТЕМА: Післятранскрипційна регуляція експресії генів План: 1. Атенуація транскрипції. 2. Сплайсінг РНК. 2. 1 Альтернативний сплайсінг РНК 2. 2 Транс-сплайсінг 2. 3 Автосплайсінг 3. Вибіркова деградація м. РНК 3. 1 Роль 3'-кінцевих нетранслюючих послідовностей 3. 2 Роль КЕПу 3. 3 Руйнування м. РНК

1. Атенуація транскрипції 100 нуклеотидів 5' 3' Сайт передчасної термінації Організація послідовності Сигнал термінації Конфор 5' мація А 3' Результат: РНК-полімераза зупиняється в сайті попередньої термінації і відокремлюється від ДНК Регуляторний процес, який включає ген Конфор 5' мація Б 3' Із РНК пов’язується білок або рибосома Результат: РНКполімераза завершає транскрипцію всієї транскрипційної одиниці

2. Сплайсінг РНК. 1. Альтернативний сплайсінг РНК Повнорозмірні молекули РНК Некодуюча послідовність Стоп AUG Кодуюча послідовність Стоп AUG Стоп AAAAAA 3’ 5’-КЕП Транслюється тільки білок 1 COOH Н 2 N Фракція молекул м. РНК, що містять КЕП, який примикає до кодуючої послідовності 2 AUG Стоп Фракція молекул м. РНК, що містять КЕП, який примикає до кодуючої послідовності 3 AAAAAA AUG Стоп AAAAAA 3’ 5’-КЕП Н 2 N Транслюється тільки білок 2 COOH 3’ 5’-КЕП Н 2 N Транслюється тільки білок 3 COOH

Альтернативний сплайсінг м. РНК кальцитонінового гену у ссавців (щур) У всіх клітинах є кальцитоніновий ген, але в клітинах щитовидної залози він експресується у вигляді гормону кальцитоніну, а в клітинах гіпофіза нейропептиду CGRP (пептиду, що має відношення до гену кальцитоніну). Ген один, а білки виходять різні в результаті сплайсінгу м. РНК і процесінгу поліпептидів. У клітинах інших тканин цей ген не експресується. про-м. РНК У щітовидній залозі AUG Stop У гіпофізі транскрипція Сплайсинг AUG Stop Трансляція Кальцитонін Білковий процесінг Нейропептид CGRP

2. Сплайсінг РНК. 1. Альтернативний сплайсінг РНК L Н Н Модель молекули антитіла, яка складається з L двох важких та двох легких ланцюгів , які з’єднані дисульфідними зв’язками

2. 1. Альтернативний сплайсінг РНК Переключення класів імуноглобулінів у B-лімфоцитів Ембріональні гени ДНК Вклітини Ембріональні гени

2. 2 Транс-сплайсинг Нематода Гени Відділ геному Транскрипция SL 1 SL 2 Транссплайсінг Мультігенний транскрипт Експорт із ядра та трансляція Переніс окремих РНК Білкові продукти

2. 3 Автосплайсінг Про-р. РНК інтрон 26 S р. РНК автосплайсінг циклізація

3. Вибіркова деградація м. РНК Феномен деградації м. РНК як регуляторного явища вперше виявлений у бактерій Всі РНК бактеріальної клітини розділені на два класи: 1. Стабільні - рибосомні і транспортні РНК 2. Нестабільні - матричні РНК. Клітини еукаріотичних організмів здатні виводити м. РНК з трансляції, не руйнуючи її.

3. Вибіркова деградація м. РНК 3. 1 Роль 3'-кінцевих нетранслюючих послідовностей Час життя еукаріотичних м. РНК в цитоплазмі найчастіше контролюється їх 3'-кінцевими нетранслюючими послідовностями (UTR). Лабільні м. РНК містять в цій області один або кілька пентануклеотидів AUUUA і багато U, що переміжуються залишками А. Вони називаються AREелементами (adenylate / uridylate-rich elements), які надають полірибонуклеотиду конформації, що роблять його високочутливим до розщеплення нуклеазами. Розрізняють три класи ARE-елементів: 1. Елементи 1 -го класу містять одну-три копії послідовності AUUUA, асоційовані з U-багатою областю. 2. Для елементів 2 -го класу характерна наявність двох копій, що перекриваються, нонануклеотідних послідовностей UUAUUUA (U / A), включених в U-багату послідовність. 3. Елементи 3 -го класу, зовсім не містять послідовності AUUUA.

3. Вибіркова деградація м. РНК 3. 2 Роль КЕПу У тютюнового бражника Manduca sexta ефективність трансляції певних м. РНК змінюється при ковалентній модифікації їх 5'-кінцевих кеп-груп. У ооцитах бражника запасені м. РНК містять КЕП-групу у вигляді неметильованого залишку гуанозину. Такі м. РНК не транслюються рибосомами. Але після запліднення КЕП-групи м. РНК швидко метилюються з утворенням залишку 7 метилгуанозину і стають активними матрицями при трансляції.

3. Вибіркова деградація м. РНК 3. 3 Руйнування м. РНК

3. Вибіркова деградація м. РНК 3. 3 Руйнування м. РНК