Трансляция: суть явления, необходимые компоненты и условия, особенности строения т-РНК, минорные основания и их роль. Ферменты транскрипции. Процессинг белков.

Трансляция (от лат.translatio— перевод) — процесссинтезабелкаизаминокислотна матрицеинформационной (матричной) РНК(иРНК, мРНК), осуществляемыйрибосомой. Синтез белка в большинстве случаев начинается с AUG-кодона, кодирующегометионин. Этот кодон обычно называют стартовым или инициаторным. Инициация трансляции предусматривает узнаваниерибосомойэтого кодона и привлечение инициаторной аминоацил-тРНК. Для инициации трансляции необходимо также наличие определённых нуклеотидных последовательностей в районе стартового кодона (последовательность Шайна — Дальгарноу прокариот ипоследовательность Козаку эукариот). Немаловажная роль в защите 5'-концамРНКпринадлежит 5'-кэпу. Существование последовательности, отличающей стартовый AUG от внутренних совершенно необходимо, так как в противном случае инициация синтеза белка происходила бы хаотично на всех AUG-кодонах.Процесс инициации обеспечивается специальными белками —факторами инициации(англ.initiation factors, IF; инициаторные факторы эукариот обозначают eIF, отангл.eukaryotes).Механизмы инициации трансляции упро-иэукариотсущественно отличаются: прокариотические рибосомы потенциально способны находить стартовый AUG и инициировать синтез на любых участках мРНК, в то время как эукариотические рибосомы обычно присоединяются к мРНК в области кэпа и сканируют её в поисках стартового кодона.

Транспортная РНК.

Имеет типичную длину от 73 до 93 нуклеотидов и размеры около 5 нм тРНК является одноцепочечной РНК, однако в функциональной форме имеет конформацию «клеверного листа». Аминокислота ковалентно присоединяется к 3'-концу молекулы с помощью специфичного для каждого типа тРНК ферментааминоацил-тРНК-синтетазы. На участке C находитсяантикодон, соответствующий аминокислоте минорные основания (в среднем 10-12 оснований на молекулу). Они представлены метилированными основаниями, изомерами и аналогами пиримидинов Минорные основания выполняют 2 функции: они делают тРНК устойчивыми к действию нук-леаз цитоплазмы и поддерживают определённую третичную структуру молекулы, так как не могут участвовать в образовании комплементарных ферменты:

РНК-полимераза. Процессинг РНК (посттранскрипционные модификации РНК) — совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращению первичного транскрипта РНК в зрелую РНК. Наиболее известен процессинг матричных РНК, которые во время своего синтеза подвергаются модификациям: кэпированию, сплайсингу и полиаденилированию. Кэпирование представляет собой присоединение к 5'-концу транскрипта 7-метилгуанозина через необычный для РНК 5',5'-трифосфатный мостик, а такжеметилированиеостатков рибозы двух первых нуклеотидов. Процесс кэпирования происходит во время синтеза молекулы пре-мРНК. Кэпирование защищает 5'-конец первичного транскрипта от действиярибонуклеаз, специфически разрезающихфосфодиэфирные связив направлении 5’→3'.^[1]:221

Функции кэпа и связанных с ним белков:

• участие в сплайсинге;
• участие в процессинге 3'-конца мРНК;
• экспорт мРНК из ядра;
• защита 5'-конца транскрипта от экзонуклеаз;
• участие в инициации

полиаденирование

Фермент поли(А)-полимераза присоединяет 3'-концу транскриптаот 100 до 200 остатков адениловой кислоты. Полиаденилирование осуществляется при наличии сигнальной последовательности5'- AAUAAA-3'на 3'-конце транскрипта, за которой следует5'-CA-3'. Вторая последовательность является сайтом разрезания. ПослеполиаденилированиямРНК подвергаетсясплайсингу, в ходе процессе которого удаляютсяинтроны(участки, которые не кодируют белки), аэкзоны(участки, кодирующие белки) сшиваются и образуют единую молекулу^[2]. Сплайсинг катализируется крупным нуклеопротеидным комплексом —сплайсосомой, состоящей из белков ималых ядерных РНК.

14.Понятие о гене – определение. Особенности строения структурных генов эукариот. Генетический код и его свойства. Понятие о кодоне и антикодоне. Структурная и функциональная классификация генов. Онкогены и их роль в канцерогенезе.

Ген — структурная и функциональная единица наследственностиживыхорганизмов. Ген представляет собой участокДНК, задающий последовательность определённогополипептидалибо функциональнойРНК. Гены (точнее,аллелигенов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся отродителейпотомствуприразмножении. При этом некоторыеорганеллы(митохондрии,пластиды) имеют собственную, определяющую их признаки, ДНК, не входящую вгеноморганизма. Эукариотические гены, в отличие от бактериальных, имеют прерывистое мозаичное строение. Кодирующие последовательности (экзоны) перемежаются с некодирующими (интронами). Экзон [от англ. ex(pressi)on - выражение, выразительность] - участок гена, несущий информацию о первичной структуре белка. В гене экзоны разделены некодирующими участками - интронами. Интрон (от лат. inter - между) - участок гена, не несущий информацию о первичной структуре белка и расположенный между кодирующими участками - экзонами. В результате структурные гены эукариот имеют более длинную нуклеотидную последовательность, чем соответствующая зрелая иРНК, последовательность нуклеотидов в которой соответствует экзонам. В процессе транскрипции информация о гене списывается с ДНК на промежуточную иРНК, состоящую из экзонов и интронов. Затем специфические ферменты - рестриктазы - разрезают эту про-иРНК по границам экзон-интрон, после чего экзонные участки ферментативно соединяются вместе, образуя зрелую иРНК (так называемый сплайсинг). Количество интронов может варьировать в разных генах от нуля до многих десятков, а длина - от нескольких пар оснований до нескольких тысяч.

Свойства

1. Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, иликодон).

2. Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.

3. Неперекрываемость — один и тот же нуклеотидне может входить одновременно в состав двух или более триплетов (не соблюдается для некоторых перекрывающихся геноввирусов,митохондрийибактерий, которые кодируют несколько белков, считывающихся со сдвигом рамки).

4. Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте (однако, кодон UGA у Euplotes crassusкодирует две аминокислоты —цистеиниселеноцистеин)^[11]

5. Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.

6. Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусовдочеловека(на этом основаны методыгенной инженерии).

7. Помехоустойчивость — мутациизамен нуклеотидов, не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют консервативными; мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты, называют радикальными.

Кодо́н (кодирующий тринуклеотид) — единицагенетического кода, тройкануклеотидныхостатков (триплет) вДНКилиРНК, обычно кодирующих включение однойаминокислоты. Последовательность кодонов вгенеопределяет последовательность аминокислот вполипептиднойцепибелка, кодируемого этим геном.

Антикодо́н — триплет(тринуклеотид), участок в транспортной рибонуклеиновой кислоте (тРНК), состоящий из трёх неспаренных (имеющих свободные связи)нуклеотидов. Спариваясь скодономматричнойРНК(мРНК), обеспечивает правильную расстановку каждой аминокислоты при биосинтезе белка.

Классификация:

Структурные

Регуляторные:

Модификаторы(не имеют собственноо выражения в фенотипе, но оказывают влияние на экспрессию других генов), супрессоры (гены которые обеспечивают трансофрмация клеток в опухолевые)

Онкогены (от греч. onkos – опухоль) – гены, которые часто находятся в ДНК- (аденопаповавирусы) и РНК-содержащих (ретровирусы) вирусах, а также в геноме опухолевых клеток. Онкогены обусловливают превращение нормальных клеток эукариот на злокачественные при участии онкобелков, которые они кодируют. Образуются онкогены с видоизмененных нормальных генов (проонкогенов), которые широко представлены в разных видах организмов. Образование проонкогенов происходит вследствие точечных мутаций, амплификации и усиления экспрессии генов, хромосомных перестроек.