Посттранскрипционный процессинг. Понятие об альтернативном сплайсинге. Строение зрелой М-РНК

Процессинг иРНК – созрев ирнк.

В результате транскрипции формируется незрелая инф РНК или первичный транскрипт, также имеющий экзон-интронное строение. Созревание иРНК наз процессинг.

(1)Кэпирование (к 5\ концу ирнк присоединяется особое азотистое основание: 7метигуанозин 3фосфат. Процесс присоединения - наз кэпирование. Функции кэпа: маркирует ирнк.

(2)Полиаденирование к 3\ концу присоединяется 100-200 аденинов.

Поли-а-хвост его присоединяет фермент поли-а-полимераза. Функции: обеспечивает правило прохождения через поры.

(3)Сплайсинг - это вырез интронов и сшивание экзонов. Обеспечивается ферментным комплексом сплайсосомы. Фермент эндонуклеаза подрезает энтрон на 3' конце. Фермент экзонуклеазы удаляет энтрон. Фермент РНК лигаза сшивает экзоны.

СХЕМА СПЛАЙСИНГА:

1) распознавание частицами – маленькими ядерными рибонуклеопротеинами, места разрезания пре- РНК по коротким нуклеотидным последовательностям на концах интронов и соединения с ними. РНК частица сост примерно из 150 нуклеотидов и наз малой ядерной РНК. 2) объединение несколько частиц между собой и с другими белками сообразованием крупных молекулярных комплексов – сплайсосом. 3) разрезание пре-РНК, удаление интронов и сшивание экзонов.

Зрелая мРНК состоит из нескольких участков, различающихся по функциям: «5' кэп», 5' нетранслируемая область, кодирующая (транслируемая) область, 3' нетранслируемая область и 3' полиадениновый «хвост».

5' кэп (от англ. cap — шапочка) — это модифицированный гуанозиновый нуклеотид, который добавляется на 5' (передний) конец незрелой мРНК. Эта модификация очень важна для узнавания мРНК при инициации трансляции, а также для защиты от 5’нуклеаз — ферментов, разрушающих цепи нуклеиновых кислот с незащищённым 5'-концом.

Кодирующие области состоят из кодонов — следующих непосредственно друг за другом последовательностей из трёх нуклеотидов, каждая из которых соответствует в генетическом коде определённой аминокислоте или началу и концу синтеза белка. Кодирующие области начинаются со старт-кодона и заканчиваются одним из трёх стоп-кодонов. Считывание последовательности кодонов и сборка на её основе последовательности аминокислот синтезируемой молекулы белка осуществляется рибосомами при участии транспортных РНК в процессе трансляции. В дополнение к кодированию белков, части кодирующих областей могут служить управляющими последовательностями. Например, вторичная структура РНК в некоторых случаях определяет результат трансляции.

Моноцистронная и полицистронная мРНК -мРНК называют моноцистронной, если она содержит информацию, необходимую для трансляции только одного белка (один цистрон). Полицистронная мРНК кодирует несколько белков. Гены (цистроны) в такой мРНК разделены интергенными, некодирующими последовательностями. Полицистронные мРНК характерны для прокариот и вирусов, у эукариот большая часть мРНК является моноцистронной. Полицистронные мРНК встречаются у эукариот и в митохондриях.

Нетранслируемые области — участки РНК, расположенные до старт-кодона и после стоп-кодона, которые не кодируют белок. Они называются 5'-нетранслируемая область и 3'-нетранслируемая область, соответственно. Эти области транскрибируются в составе того же самого транскрипта, что и кодирующий участок. Нетранслируемые области имеют несколько функций в жизненном цикле мРНК, включая регуляцию стабильности мРНК, локализации мРНК и эффективности трансляции. Стабильность мРНК может контролироваться 5'- и/или 3'-областью из-за различной чувствительности к ферментам, которые отвечают за деградацию РНК — РНКазам и регуляторным белкам, которые убыстряют или замедляют деградацию[12].

3' полиадениновый хвост -Длинная (часто несколько сотен нуклеотидов) последовательность адениновых оснований, которая присутствует на 3' «хвосте» мРНК эукариот, синтезируется ферментом полиаденилат-полимеразой. У высших эукариот поли-А-хвост добавляется к транскрибированной РНК, которая содержит специфическую последовательность, AAUAAA. Важность этой последовательности можно увидеть на примере мутации в гене человеческого 2-глобина, которая изменяет AAUAAA на AAUAAG, что приводит к недостаточному количеству глобина в организме[13].