Этапы экспрессии гена эукариот в признак. Характеристика претранскрипционного этапа, транскрипции и процессинга

экспрессия гена -процесс построения матричной РНК по участку молекулы ДНК

На первом этапе экспрессии генов происходит переписывание генетической информации, заключенной в генах, на матричные РНК (мРНК ), которые являются местом промежуточного хранения этой информации при ее реализации. В некоторых случаях уже сами РНК являются конечным результатом экспрессии генов, и после ряда ферментативных модификаций они непосредственно используются в клеточных процессах. Это относится, прежде всего, к рибосомным и транспортным РНК (рРНК и тРНК), которые вместе составляют основную часть суммарной РНК клетки. К таким РНК принадлежат и малые ядерные РНК (мяРНК), участвующие в процессинге предшественников мРНК эукариот, РНК, входящие в состав ферментов, и природные антисмысловые РНК

Транскрипция

В процессе транскрипции генов происходит биосинтез молекул РНК, комплементарных одной из цепей матричной ДНК, сопровождаемый полимеризацией четырех рибонуклеозидтрифосфатов с образованием 3'-5'-фосфодиэфирных связей и освобождением неорганического пирофосфата. Основными ферментами, осуществляющими транскрипцию, являются ДНК-зависимые РНК-полимеразы, которые функционируют с участием многочисленных факторов транскрипции - регуляторных белков, осуществляющих высокоспецифические белок-белковые и белково-нуклеиновые реакции.Благодаря факторам транскрипции и регуляторным последовательностям генов становится возможным специфический синтез РНК и осуществляется регуляция экспрессии генов на уровне транскрипции.

В участке ДНК, соответствующем отдельному гену, перед структурной частью, в которой зашифрована последовательность аминокислот в пептиде, обязательно располагается последовательность нуклеотидов, узнаваемая РНК-полимеразой. Такая последовательность называется промотором. РНК-полимераза находит промотор, взаимодействует с ним и после этого, двигаясь вдоль молекулы ДНК, обеспечивает постепенную сборку молекулы иРНК в соответствии с принципом комплементарности и антипараллельности. В конце структурной части гена расположен участок с особой последовательностью нуклеотидов - терминатор. Он обязательно включает один из нонсенс-триплетов, не кодирующих аминокислоты. В результате транскрипции синтезируется молекула преинформационной РНК

Процессинг - модифицирование первичного транскрипта и удаление из него некодирующих интронных участков с последующим соединением( сплайсингом) кодирующих последовательностей- экзонов.

Основные стадии процессинга:

1) отщепление концевых участков первичного транскрипта;

2) формирование на 5’; конце колпачка, состоящего из особой последовательности нуклеотидов;

3) формирование на 3' конце полиадениловой последовательности нуклеотидов АААА;

4) метилирование некоторых внутренних азотистых оснований в транскрипте, стабилизирующее молекулу РНК;

5) вырезание неинформативных участков, соответствующих интронам ДНК, и сшивание участков, соответствующих экзонам. Вырезание интронов происходит с участием сплайссом. Некодирующие последовательности - интроны превращаются в малую ядерную РНК (мяРНК). Выделено до 30 мяРНК, они участвуют в сплайсинге и ядерноцитоплазматическом транспорте белков.