Рубрика:

Глава 9: Введение в молекулярную биологию 9. Затем мРНК предоставляет код для формирования белка в процессе, называемом трансляцией. В ходе процессов транскрипции и трансляции происходит образование белка с определенной последовательностью аминокислот, которая изначально была закодирована в ДНК. Детали транскрипции обсуждаются в этом модуле. Рисунок 9. Перевод в белок более сложен, поскольку группы из трех нуклеотидов в мРНК соответствуют одной аминокислоте в последовательности белка.

Но, как мы увидим в следующем модуле, трансляция в белок все равно происходит систематически, так что нуклеотиды с 1 по 3 соответствуют аминокислоте 1, нуклеотиды с 4 по 6 соответствуют аминокислоте 2, и так далее. Транскрипция: от ДНК к мРНК И прокариоты, и эукариоты осуществляют по сути один и тот же процесс транскрипции, с тем важным отличием, что у эукариотов ядро связано с мембраной. Когда гены связаны в ядре, транскрипция происходит в ядре клетки, а транскрипт мРНК должен быть перенесен в цитоплазму.

Прокариоты, к которым относятся бактерии и археи, не имеют связанных мембраной ядер и других органелл, а транскрипция происходит в цитоплазме клетки. Как у прокариот, так и у эукариот транскрипция происходит в три основных этапа: инициация, элонгация и терминация. Область размотки называется транскрипционным пузырьком. Последовательность ДНК, с которой связываются белки и ферменты, участвующие в транскрипции, чтобы инициировать процесс, называется промотором.

В большинстве случаев промоторы существуют перед генами, которые они регулируют. Конкретная последовательность промотора очень важна, поскольку она определяет, будет ли соответствующий ген транскрибироваться постоянно, частично или только Рис. 9. Ферменты и другие белки, участвующие в транскрипции, связываются с промотором. Элонгация Транскрипция всегда происходит с одной из двух нитей ДНК, которая называется нитью шаблона.

Транскрипция всегда происходит с одной из двух нитей ДНК, которая называется нитью шаблона.

По мере элонгации ДНК непрерывно разматывается впереди фермента в ядре и снова наматывается позади него Рисунок 9. Терминация После транскрипции гена прокариотической полимеразе необходимо дать команду отсоединиться от шаблона ДНК и высвободить вновь созданную мРНК. В зависимости от транскрибируемого гена существует два типа сигналов терминации, но оба включают повторяющиеся нуклеотидные последовательности в шаблоне ДНК, которые заставляют РНК-полимеразу остановиться, покинуть шаблон ДНК и высвободить транскрипт мРНК.

С окончанием процесса транскрипции процесс транскрипции завершается. В прокариотической клетке к тому времени, когда происходит терминация, транскрипт уже был использован для частичного синтеза многочисленных копий кодируемого белка, поскольку эти процессы могут происходить одновременно с использованием нескольких полирибосомных рибосом.

Рисунок 9.

В отличие от этого, наличие ядра в эукариотических клетках препятствует одновременной транскрипции и трансляции. Таким образом, специфический белок может быстро достичь высокой концентрации в бактериальной клетке.

Эукариотический процессинг РНК Вновь транскрибированные эукариотические мРНК должны пройти несколько этапов обработки, прежде чем они будут перенесены из ядра в цитоплазму и транслированы в белок. Дополнительные этапы созревания эукариотической мРНК создают гораздо более стабильную молекулу, чем прокариотическая мРНК.

Например, эукариотические мРНК существуют несколько часов, тогда как типичная прокариотическая мРНК длится не более пяти секунд. Транскрипт мРНК сначала покрывается РНК-стабилизирующими белками, чтобы предотвратить его деградацию в процессе обработки и экспорта из ядра. Помимо предотвращения деградации, факторы, участвующие в синтезе белка, распознают колпачок, чтобы помочь инициировать трансляцию рибосом.

Эта модификация дополнительно защищает пре-мРНК от деградации и сигнализирует клеточным факторам о необходимости экспорта транскрипта в цитоплазму. Эукариотические гены состоят из белок-кодирующих последовательностей, называемых экзонами, которые означают, что они экспрессируются, и промежуточных последовательностей, называемых интронами, которые обозначают их промежуточную функцию.

Эукариотические гены состоят из белок-кодирующих последовательностей, называемых экзонами, которые означают, что они экспрессируются, и промежуточных последовательностей, называемых интронами, которые обозначают их промежуточную функцию.

Интроны удаляются из пре-мРНК во время процессинга. Последовательности интронов в мРНК не кодируют функциональные белки. Если в процессе будет пропущен хотя бы один нуклеотид, последовательность собранных экзонов будет смещена, и полученный белок не будет функциональным. Процесс удаления интронов и сборки экзонов называется сплайсингом Рисунок 9.

Интроны удаляются и разрушаются, пока пре-мРНК еще находится в ядре. При элонгации синтезируется новая мРНК. Вновь транскрибируемые эукариотические мРНК модифицированы кэпом и поли-А хвостом.

Эукариотические мРНК модифицированы кэпом и поли-А хвостом.

Эти структуры защищают зрелую мРНК от деградации и помогают экспортировать ее из ядра. Эукариотические мРНК также подвергаются сплайсингу, при котором интроны удаляются, а экзоны соединяются с однонуклеотидной точностью. Только готовые мРНК экспортируются из ядра в цитоплазму.

Навигация

About Author


Faugore

Comments

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *