Принцип колинеарности
advertisement
Принцип колинеарности Принцин неколинеарности Интрон-экзонное строение генов эукариот Созревание мРНК Полиадениловый хвост мРНК Структура мРНК Сплайсинг открыт Филлипом Шарпом и Ричардом Робертсом в 1977 г . Н.П.cравнили ДНК и РНК аденовируса. Гибридизовали, получили петли ДНК. Показали, что вырезаются куски изнутри В 1980 г Рандолф Уолл открыл альтернативный сплайсинг Аппарат сплайсинга – 5 мяРНК ( U1,U2,U3,U4,U5) + 150 белков – это сплайсингосома Места сплайсинга – это маяки на 3’ и 5’-концах интронов. Мя РНК присоединяются к ним и образуют лассо, которое отрывается Сплайсинг регулирующие белки (SR) направляют сплайсингосому к местам связывания с интронами SR различаются в разных тканях и на разных стадиях дифференцировки SR связываются с короткими нуклеотидными последовательностями внутри экзонов Эти последовательности либо разрешают, либо запрещают сплайсинг Вырезание интрона определяется конс. последовательностями Сплайсинг ядерных интронов Сплайсосома осуществляет сплайсинг Альтернативный сплайсинг Альтернативный сплайсинг в гене кальцитонина Типы альтернативного сплайсинга •Исключение экзона •Оставление интрона •Альтернативные 3 и 5- сайты сплайсинга •Взаимоисключающее оставление экзона Редактирование иРНК В теплокровных у трипаносомы синтезируется только 2 субъединицы цитохромоксидазы, и фермент не работает, так как достаточно АТФ синтезирующегося в процессе гликолиза В холоднокровных – 3 субъединицы и фермент работает В геноме трипаносомы только 2 гена для 2 субъединиц При редактировании в одну их иРНК встраивается 4 уридина, происходит сдвиг рамки считывания и транслируется 3-я субъединица цитохромоксидазы Редактирование мРНК 1. 2. 3. 4. Редактирование мРНК Феномен впервые открыт при изучении транскрипта гена субъединицы II цитохромоксидазы митохондрий Tripanosoma brucei в 1986 году Инсерции и делеции множественных остатков уридина, приводящих к изменению рамки считывания Инсерции гуанина в транскриптах парамиксовируса Конверсия аденозинов в инозины у xenopus Конверсии цитозина в урацил в хлоропластных и митохондриальных транскриптах у высших растений Процессинг тРНК •3-экзонуклеаза откусывает с 3-конца по одному нуклеотиду, пока не достигнет ССА • Вырезается один интрон и формируется антикодоновая петля Процессинг рРНК Из первичного транскрипта в 13 000 нуклеотидов образуется 28 S РНК (5 000 н) 18 S РНК (2 000 н) 5,8 S РНК ( 160 н) Остальная часть перв. Транскрипта разрушается в ядре. 5. Конверсии цитозина в урацил в м РНК аполипопротеина В и аденозина в инозит в пре мРНК субъединицы В глутаматного рецептора у млекопитающих Биологические последствия редактирования мРНК 1. Образование пригодной для трансляции мРНК из транскриптов, которые не могут быть предшественниками для трансляции функциональных белков 2. И редактированная и нередактированная мРНК могут быть матрицами для синтеза белков, различающихся функциональной активностью ( аполипопротеид В) Позволяет синтезировать 2 тРНК, используя 1 ген ( в митохондриях животных) 4. Редактирование может сделать мРНК более стабильной 5. Это механизм регуляции экспрессии генов Структура тРНК Сравнение структуры рибосом про- и эукариотических клеток Томас Чег и Альтман на tetrahinema thermophila показали, что из первичного транскрипта в 6400 за неск секунд вырезается фрагмент нуклеотидовинтрон в 400 нуклеотидов аутокатализом. Эта работа дала основу для создания гипотезы происхождения жизни Мир РНК РНК – самодостаточная молекула – Ей свойственны функции и ДНК, и белка •Репликация независимая от ДНК •Кодирование наравне с ДНК белков •Декодирование •Способна к конформации как белки •Функция специфического распознавания – аптамеры •Каталитическая функция –рибозимы •Способность к цис и транс перестройкам Функции интронов: •Кодируют элементы сплайсинга •Содержат регуляторные элементы •могут содержать гены •В других сочетаниях являются экзонами При репликации и транскрипции незыблемость выполнения правила комплементарности Уотсона-Крика При трансляции это не так. При спаривании кодон-антикодон может быть неоднозначность спаривания по 3 му нуклеотиду. Это феномен качания у эукариот 20 АМК -61 кодон-22 тРНК У прокариот – 20 АМК-61 кодон-31 тРНК Везде 20 АРС-аз
