ТРАНСКРИПЦИЯ Танскрипция рРНК. Dr. Hans-Heinrich Trepte План лекции 1) Определение 2) Точки начала и конца транскрипции 3) Основной фермент и вспомогательные факторы транскрипции 4) Этапы транскрипции 5) Особенности транскрипции про- и эукариот 6) Обратная транскрипция ТРАНСКРИПЦИЯ • процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы, происходящий во всех живых клетках транскрипция ДНК-зависимая РНК-полимераза направление: от 5'- к 3'- концу Из Кольман, Рем «Наглядная биохимия» Единица транскрипции эукариот – ГЕН (участок ДНК, структурная и функциональная единица наследственности) Из Кольман, Рем «Наглядная биохимия» • Ген включает: Начало транскрипции – промотор. Конец транскрипции - терминатор. Другие регуляторные последовательности – которые могут находиться как в непосредственной близости от места транскрипции, так и на значительном удалении от места транскрипции РНК-полимераза У бактерий один и тот же фермент катализирует синтез трех типов РНК: мРНК, рРНК и тРНК. РНК-полимераза — крупная молекула. Состоит из пяти субъединиц (~400 кДа): α2ββ'ω (корфермент) Для связывания с промоторными областями ДНК необходима еще одна субъединица — сигма (σ). Сигма-фактор значительно снижает сродство РНКполимеразы к неспецифичным областям ДНК, и повышает ее чувствительность к определенным промоторам. С его помощью транскрипция начинается с нужного участка ДНК http://bio.fizteh.ru Эукариотические РНК полимеразы • РНК-полимераза I, синтезирующая рРНК. • РНК-полимераза II, производящая предшественников для мРНК, а также для большинства мяРНК и миРНК • РНК-полимераза III, синтезирующая тРНК, 5S рРНК и другие малые РНК. Этапы транскрипции 1) Инициация 2) Элонгация 3) Терминация Clancy, S. (2008) DNA transcription. Nature Education 1(1) Промотор • Последовательность нуклеотидов ДНК – опознается РНК-полимеразой как знак начала транскрипции Clancy, S. (2008) DNA transcription. Nature Education 1(1) Прокариотические промоторы Различающиеся последовательности! Сильный промотор инициирует синтез мРНК часто, слабый - гораздо реже. Промоторы шести разных генов E. coli 2005 W. H. Freeman Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. (New York: W. H. Freeman and Company), 357 Этапы транскрипции 1) Инициация 2) Элонгация 3) Терминация Clancy, S. (2008) DNA transcription. Nature Education 1(1) Инициация транскрипции http://bio.fizteh.ru Элонгация транскрипции http://bio.fizteh.ru Движение РНК-полимеразы по матрице со скоростью около 30 нуклеотидов в сек: впереди - происходит расплетание, а позади — восстановление двойной спирали ДНК. Одновременно освобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНКполимеразой. Высокая частота ошибок – 1 на 104 нуклеотидов, т.е. на пять порядков выше, чем при репликации. Терминация транскрипции -Инвертированный повтор в области терминатора приводит к образованию петли на РНК; -РНК-полимераза приостанавливается; -Водородные связи АУ-тракта разрушаются; - РНК транскрипт отделяется от матрицы. Clancy, S. (2008) DNA transcription. Nature Education 1(1) Ро-зависимая терминация Rho белок • 419 ак • ГЕКСАМЕР • АТФаза • геликаза Ро связывается со специальными сайтами на РНК: 40 н свободные от шпилек, Ц-богатые Ро не связывается с транслируемыми участками Ро обычно осуществляет терминацию на конце генов Ро движется к 3’ концу РНК, смещая ее с матричной цепи ДНК Весь комплекс разваливается http://www2.hawaii.edu Единица транскрипции прокариот Оперон - способ организации генетического материала у прокариот, при котором цистроны (гены), которые кодируют последовательно работающие белки одной биохимической цепи, объединяются под одним (или несколькими) промоторами. Такая функциональная организация позволяет эффективнее регулировать экспрессию этих генов. http://mol-biol4masters.masters.grkraj.org Расположение генов на молекуле ДНК Кодирующая нити ДНК Транскрибируемая На одной молекуле ДНК линейно расположено множество генов. Положение промотора определяет направление синтеза РНК. Особенности транскрипции эукариот Регуляторные элементы; Прерывистость генов; Созревание транскриптов; Разобщенность транскрипции и трансляции. Из Кольман, Рем «Наглядная биохимия» Обратная транскрипция процесс образования двуцепочечной ДНК на матрице одноцепочечной РНК 1970 г. - Темин и Балтимор независимо выделили и описали фермент – обратную транскриптазу или ревертазу] Х. М. Темин (1934-1994) Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1975 году Д. Балтимор (род. 1938) Обратная транскрипция Обратная транскриптаза ВИЧ Зидовудин (AZT) ингибитор обратной транскриптазы, антиретровирусный препарат science.howstuffworks.com Литература
