Синтез новых молекул РНК (транскрипция)

Рис. 36

В одной клетке в среднем около десяти тысяч разных белков, так что каждая клетка должна иметь целую "библиотеку" "инструкций по сборке" этих белков. Почему-то никакие из известных клеток не хранят полного набора молекул иРНК. Информация об аминокислотном составе белков хранится и передается по наследству от материнской клетки дочерним в виде молекул другой нуклеиновой кислоты - ДНК. Гигантские (т.е. очень длинные) молекулы ДНК, хранятся в ядре клетки. По мере надобности специальный белок (РНК-полимераза) строит рядом с нужным участком ДНК молекулу РНК, комплементарную одной из двух цепочек ДНК (рис. 36). При этом РНК-полимераза узнает определенный участок ДНК - промотор, присоединяется сначала к нему, а затем начинает синтез РНК с точки, удаленной от промотора на определенное расстояние. Сразу после промотора обычно располагается оператор - участок, к которому могут прикрепляться различные регуляторные белки. Некоторые из них (репрессоры) мешают РНК-полимеразе прикрепляться к промотору. Другие (активаторы), наоборот, как бы делают промотор для РНК-полимеразы более липким. Далее располагается участок, РНКовую копию которого синтезирует РНК-полимераза (он называется " ген "), и, наконец, терминатор - сигнал остановки транскрипции. Весь описанный участок ДНК, состоящий из промотора, оператора, гена и терминатора транскрипции, называется оперон (рис. 37).

Рис. 37

Начиная транскрипцию, РНК-полимераза разъединяет две комплементарные цепочки ДНК на небольшом участке (рис. 36), синтезирует из нуклеотидов кусочек РНК, комплементарный одной из цепочек ДНК, а затем начинает двигаться, одновременно разъединяя перед собой цепи ДНК, присоединяя новые нуклеотиды к 3'-концу кусочка РНК и вновь соединяя цепи ДНК позади себя. При этом за работающей РНК-полимеразой тянется "хвост" из свежеизготовленной РНК.

! Созревание (сплайсинг и процессинг) РНК

Рис. 38

Любая молекула РНК до выхода из ядра наружу проходит сплайсинг, то есть специальные белки вырезают из нее ненужные участки (рис. 38). Это означает, что участок ДНК, с которого "считана" молекула РНК, содержал "бессмысленные" участки - интроны. "Осмысленные" участки ДНК, копии которых не вырезаются при сплайсинге РНК, называются экзонами. Про функции интронов еще далеко не все известно. Попробуйте предложить собственные идеи по этому поводу и обсудить их с Вашим учителем.

Многие типы РНК проходят еще и процессинг. Например, на 5'-конец иРНК "навешивается" кэп, а на 3'-конец - полимер, состоящий из приблизительно 200 остатков нуклеотида аденина(его обычно кратко называют «поли-А»).

Дальнейшая судьба новых молекул РНК может быть различной (см. рис. 33 и 39).

Новая молекула иРНК выходит из ядра в цитоплазму, там на нее оседают субъединицы рибосом и начинают синтез молекул закодированных в ней белков. Обычно в цитоплазме имеется небольшое количество пищеварительных ферментов - гидролаз, разрушающих молекулы РНК (рибонуклеаз). Они свободно перемещаются по цитоплазме, и каждая молекула иРНК рано или поздно встречается с таким ферментом, "разрезающим" ее на отдельные нуклеотиды, начиная с 3’-конца. Пока «поли-А» длинная (от 200 до примерно 70 остатков аденина), такая нуклеаза всего лишь отщепляет от неё 1-2 аденина. Когда же наконец длина «поли-А» уменьшается до 70 адениновых остатков, очередная нуклеаза расщепляет её полностью. На этом деятельность этой молекулы иРНК заканчивается, и синтез на ней белков прекращается.

ДНК любой клетки имеет специальные участки, на которых точно так же синтезируются новые молекулы транспортных и рибосомальных РНК.

Рис. 39

Синтез рибосомальных РНК в ядре - первая стадия сборки целых субъединиц рибосом. В место, где это происходит (ядрышко), из цитоплазмы "приплывают" синтезированные там специальные ядерные "белки сопровождения", и налипают на молекулы рРНК, постепенно образуя будущие большие и малые субъединицы рибосом. В ядерной поре будущая субъединица проходит "переодевание": ядерные белки отделяются и уплывают вглубь ядра, так что в цитоплазму из ядерной поры выглядывают "голые" молекулы рРНК, и на них сразу же налипают "настоящие" рибосомальные белки (рис. 39).

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: