Лекція 6 Тема МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ТРАНСКРИПЦІЇ 1

Лекція № 6 Тема: МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ТРАНСКРИПЦІЇ 1

План: 1. Особливості будови м. РНК 2. Синтез РНК 3. Процесінг РНК 3. 1. Приєднання і модіфікація нуклеотидів 3. 2. Видалення зайвих послідовностей 2

1. Особливості будови м. РНК • • Має довгі прямі ланцюги Є копією гена ДНК Це програма (матриця), за якою будується певний білок Складається від 500 до 1000 нуклеотидів Послідовність з 3 нуклеотидів має назву кодон AUG – старт кодон, який кодує амінокислоту метіонін UAA, UAG та UGA – стоп кодони 3

Ділянки м. РНК 1 2 3 4 5 6 7 1. КЕП 2. 5′-нетранслююча ділянка 3. ініціюючий кодон (АУГ) 4. кодуюча частина 5. термінуючий кодон (УАГ, УГА, УАА). 6. 3′-нетранслююча ділянка 7. полі-(А) фрагмент 4

2. Синтез РНК (транскрипція) Транскрипція – це синтез РНК на ДНКматриці за допомогою РНК-полімерази смисловий ланцюг ДНК синтез м. РНК матричний ланцюг м. РНК 5

Транскрипція Етапи транскрипції: 1. Ініціація 2. Елонгація 3. Термінація. Фермент ДНК-залежна РНКполімераза або РНК-полімераза. Субстрат рибонуклеозидтрифосфати. Синтез РНК-транскрипта йде в напрямку від 5’ – до 3’–кінця. 6

РНК-полімераза У евкаріот різні види РНК синтезуються різними РНКполімеразами: РНК-полімераза 1 – для синтезу прер. РНК, РНК-полімераза 2 – для синтезу прем. РНК, РНК-полімераза 3 – для синтезу прет. РНК. У прокаріот – однією. 7

Субодиничний склад РНКполімерази Е. coli § Субодиничний склад ферменту: (2α), ß, ß‘, σ - holo-фермент (повний фермент), без σ-фактору це core-фермент. holo-фермент: пізнавання та пов’язування ферменту та ініціація синтезу core-ферментом: елонгація і термінація синтезу § σ-фактор придає holo-ферменту таку конформацію, яка має підвищену спорідненість до промотору. Як тільки відбулася ініціація транскрипції, σ-фактор відокремлюється. 8

Транскрипція • Для того, щоб почати транскрипцію, РНК-полімераза пов’язується з ділянкою гену ДНК, яка називається промотором 3' 5' промотор 5' 3' 3' 5' РНК-полімераза 5' 3' 3' 5' промотор 5' 3' 9

Пізнавання РНКполімеразою промотора 5' АGTGTATTGACATTGATAG………………TATAАТ………AG -35 -10 +1 3' РНК Консенсусні послідовності РНК-полімераза пізнає в першу чергу на промоторі дві суворо визначені 6 -нуклеотидні послідовності, розташовані вищє старт-сигналу та відокремлені одна від іншої ≈17 нуклеотидами. Вони називаються консенсусними послідовностями, до яких відноситься бокс-Прибнова (ТАТА-бокс). 10

Ініціація транскрипції подвійна спіраль ДНК Вільні р. НТФ → залишки р. НМФ у ланцюзі РНК, який будується + пірофосфат • розплітання 2 -х витків спіралі ДНК (16 -18 п. о. ) • перший нуклеотид – пуриновий (АТФ або ГТФ) • утворення першого 5’, 3’-фосфатного зв'язку з іншим нуклеотидом • відокремлення σ-фактора 11

Елонгація транскрипції Нарощування ланцюга РНК, яке відбувається шляхом додавання активованих рибонуклеозидтрифосфатів (АТР, UTP, GТP и CTP) Заплітання спіралі Розплітання спіралі подвійна спіраль ДНК Зростаюча молекула РНК 12

Транскрипція Транскрипційне вічко Смисловий ланцюг РНКполімераза Заплітання Розплітання ДНК РНК Матричний ланцюг РНК-ДНК гібрид Активний центр Напрямок транскрипції Швидкість: 50 нуклеотидів за сек 13

Термінація транскрипції Сигналом для початку термінації слугують ГЦ -багаті ділянки в кінці генів • сила взаємодії пар Г-Ц велика (три водневі зв’язки) • розкручування таких ділянок в ДНК відбувається важче • це уповільнює рух РНК-полімерази. • синтез іде до одного з кодонів термінації. • полімераза відокремлюється від ДНК і РНК. 14

3. Процесінг (дозрівання) м. РНК Після транскрипції гя. РНК редагується, для того щоб бути функціонуючою м. РНК 15

Редагування м. РНК • Додавання КЕПу до 5‘ кінця гя. РНК (7 -метилгуанозинтрифосфат) (відбувається в ядрі, в процесі елонгації, коли довжина ланцюга РНК досягає близько 30 нуклеотидів) • Додавання до 3’ кінця полі-Апослідовності (полі-А-хвіст) із 100 -200 залишків аденілової кислоти • Видалення зайвих послідовностей (сплайсинг) 16

Сплайсинг гя. РНК Сплайсинг - вирізання інтронів і зшивання екзонів • Інтрони, нефункціонуючі ділянки в ДНК, які вирізаються в гя. РНК • Екзони - кодуючі ділянки ДНК, які після вирізання інтронів зшиваються 17

Сплайсинг 18

м. РНК транскрипт • м. РНК виходить з ядра через пори і йде до рибосом ядро м. РНК 19