Сельскохозяйственная биотехнология - Шевелуха Е.А.
Скачать (прямая ссылка):
Максимальная скорость элонгации составляет примерно 50 нуклеотидов в секунду. Особенно хорошо это видно при низких концентрациях субстратов. В некоторых случаях даже при оптимальных концентрациях субстратов на определенных участках матрицы происходят длительные задержки в продвижении РНК-полимеразы, так называемые паузы.
В отличие от ДНК-полимеразы РНК-полимераза не обладает способностью к самокоррекции. В связи с этим надежность транскрипции гораздо ниже, чем надежность репликации. Частота ошибок при синтезе РНК составляет примерно одну ошибку на 106 нуклеотидов. Гораздо более низкую надежность синтеза РНК клетка обходит тем, что с одного гена синтезируется много копий РНК-транскриптов.
Терминация транскрипции регулируется так же тонко, как и инициация. В отсутствие специальных белковых факторов терминации РНК-полимераза способна терминировать синтез РНК на тех терминаторах, нуклеотидная последовательность в районе которых отличаются двумя характерными особенностями. В них по ходу транскрипции сначала идет участок, обогащенный ГЦ-назами и обладающий центральной симметрией, а затем участок из 4—8 расположенных подряд А в значащей цепи. Транскрипция заканчивается в конце олигоА последовательности или сразу за ней. Предполагается, что после прохождения РНК-полимеразой участка с центральной симметрией, обогащенного ГЦ, в РНК-продукте возникает «шпилька», приводящая к остановке фермента и разрушению части РНК —ДНК гибрида транскрибирующего комплекса. Оставшаяся часть РНК. — ДНК гибрида легко плавится в виду нестабильности рУ* рА пар, что приводит к освобождению РНК-продукта. Многие терминаторы узнаются РНК-полимеразой только с помощью фактора терминации, названного р. Конкретный механизм вытеснения РНК из транскрипционного комплекса под действием p-фактора пока не выяснен.
Процессинг первичных транскриптов. Молекулы предшественников зрелых клеточных РНК подвергаются расщеплению и химической модификации. Совокупность биохимических реак-140
ций, в результате которых уменьшается молекулярная масса РНК-предшественника и осуществляются разные способы хи» мической модификации с образованием зрелых молекул РНК, называют процессингом. Процессинг наблюдается в прокариотических клетках, но особенно сложны превращения предшественников клеточных РНК в ядрах эукариот. В клетках эукариот только незначительная часть, около 10% транскрибируемых в ядре последовательностей ДНК выявляются в составе цитоплазматических мРНК. Основная часть новообразованной РНК распадается в ядре и не обнаруживается в цитоплазме.
Процессинг у прокариот. Молекулы мРНК у прокариот практически не подвергаются процессингу. У некоторых бактерий транскрипция и трансляция сопряжены, т. е. происходят одновременно. 5’-конец мРНК может транслироваться на рибосоме и затем подвергаться деградации еще до завершения ее синтеза на З’-конце (рис. 2.14).
Молекулы прокариотических транспортных рабосомных РНК образуются путем расщепления и химической модификации новосинтезированных цепей РНК. Например, у Е. coli три вида молекул рибосомной РНК и одна молекула тРНК входят в состав первичного транскрипта. Другие транскрипты кроме молекул рРНК содержат по нескольку различных видов тРНК или несколько копий одной и той же тРНК. Кроме того, транскрипты содержат разграничивающие (спейсерные) последовательности, различные по длине и нуклеотидному составу. Эти транскрипты подвергаются атаке нуклеаз, действующих с исключительно высокой точностью. Нуклеазы расщепляют и укорачивают предшественники тРНК и рРНК. Например, нуклеа-за Р образует правильные 5’-концы всех молекул тРНК в клетке Е. coli. Рибонуклеаза III вырезает в предшественнике 5S-, 16S- и 23S-pPHK из первичного транскрипта, расщепляя РНК в двуспиральных шпилечных областях.
Если З’-конец тРНК не несет концевой последовательности ЦЦА, то эти основания присоединяются по постсинтетической модификации. Необычные основания, которые встречаются во всех молекулах тРНК, образуются путем ферментативной модификации обычных рибонуклеотидов, входящих в состав предшественника тРНК.
Процессинг у эукариот. Процессинг тРНК у эукариот протекает примерно по такому же механизму, как и у прокариот. Функционально активные молекулы образуются из более Длинного предшественника, который подвергается расщеплению и модификации с включением минорных оснований (см. рис. 2.14).
F РНК-ТРАНСКРЙПТЫ ПРОКАРИОТ ТРАНСЛИРУЮТСЯ ей I ¦ fSi#|r в КАКОМ ОНИ СИНТЕЗИРУЮТСЯ 7
AUG
PPP Иыии»
5'
Инициирущии
кодон
Стоп-кодон
ТРАНСЛЯЦИЯ
Белок
ССЮН
ТРАНСЛЯЦИИ МНОГИХ ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ РНК ПРОШЕСТВУЕТ ПРОЦЕССИНГ
Первичный РНК-транскрипт Интрон AUG I I
©Gppp CZZSHBHl^H
I_____I
Интрон
5'-Кэп Инициирущий кодон
