Жаратылыстану факультеті
-лекция. Транскрипцияның молекулалық механизмдері
жүктеу/скачать 2,07 Mb.
|
МГҚА. 15 лекция.
Квант 1-4
| 6-лекция. Транскрипцияның молекулалық механизмдері. Процессинг және сплайсинг.
Ақуыз синтезі. ДНҚ транскрипциясы. Белгілі Ақуыз молекуласының синтезделуі туралы ядрода жинақталған генетикалық информацияны цитоплазмаға (рибосомаға) тасымалдайтын қандай да бір механизм болуы керек. 1961 ж. француз биохимиктері Жакоб және Моно ДНҚ мен рибосомалар арасында аралық заттың рөлін РНҚ-ның ерекше түрі атқаруы туралы теориялық болжам айтқан болатын; кейін бұл аралық зат иРНҚ деген атауға ие болды. Информациялық РНҚ-ның ДНҚ тізбегінде түзілу процесі транскрипция деп аталады. Сонымен Ақуыз синтезінің алғашқы кезеңі ДНҚ-дағы генетикалық информация (полинуклеотидтік негіздердің) иРНҚ-ға «көшіріліп жазылуынан» басталады, мұнда ДНҚ-ның « + » деп аталатын бір-ақ тізбегі транскрипцияланады. ДНҚ транскрипциясы инициация (лат. initiatio бастау, арнау т.с.с.) , элонгация (elongation ұзарту) және терминация (лат. terminare шектеу) деп аталатын үш сатыдан тұрады. Бұл процесте ДНҚ-ға тәуелді РНҚ-полимераза ферменті басты рөл атқарады. Осы ферменттің көмегімен жасушаның барлық РНҚ типтері (иРНҚ, тРНҚ және рРҢҚ) синтезделеді. Ол бірнеше суббөліктен, атап айтқанда екі α, бір β, бір β' және бір а (сигма) суббөліктерден құралған кешен. Осындай РНҚ-полимераза ферменті холофермент деп, ал α — суббөлігінен айрылған фермент минимальды немесе кор-фермент деп аталады. Инициация процесі өтуі үшін алдымен РНҚ-полимераза (холофермент) ДНҚ-ның промотор (англ. promoter қорғаушы, сүреуші, демеуші) деп аталатын бөлігін тануы шарт. Промотор (Promoter) инициация учаскесінің алдында орналасады және шамамен 40 жұп негізден құралған. Холофермент инициация нүктесіне дейін шамамен 6—10 негіз қалғанда промотормен байланысады да, ДНҚ-ның қос оралмасын тарқата бастайды, сөйтіп ашық промотор комплексі түзіледі. Барлық промоторлардың ферментпен байланысу бөлігі тұрақты екендігі айқындалды, атап айтқанда ол Прибнов тізбегі деп аталатын ТАТААТ негіздер қатарынан құралған. Промотордан кейін инициация бөлігі басталады, оның бірінші нуклеотиді бастама алу нүктесі деп аталады. ДНҚ-дағы « + » тізбектің бастама алу кодонының бірінші негізі әр уақытта — А немесе G. Осы негізден бастап терминациялық кодонға дейін комплементарлық ережеге сәйкес —аденинге урацил, тиминге аденин, гуанинге цитозин және цитозинге гуанин қосылып, иРНҚ-ның жаңа молекуласы ДНҚ-ның « + » тізбегінде синтезделеді Информациялық РНҚ тізбегінің элонгациясы шамамен 8-ші рибонуклеотид қосылғаннан кейін басталады, бұдан соң РНҚ-полимераза құрылымдық өзгеріске ұшырайды. Мұнда ол α — суббөлігінен айырылып, кор-ферментке айналады және осының нәтижесінде тізбекке ДНҚ-ның «-» тізбегімен дұрыс қосақталуын қамтамасыз ететін рибонуклеотидтрифосфаттар қосылады. РНҚ тізбегінің терминациясы (өсуінің тоқталуы) ДНҚ-ның ерекше бөлігі терминаторларда жүреді. Бұл процеске де РНҚ полимераза- (кор-фермент) қатынасады. Терминация тізбегінің басы GC — жұптарына, ал қалған бөліктері AT -жұптарына бай екендігі айқындалды және олар палиндром тізбегін құрайды. Палиндромда ДНҚ-ның әр тізбегі, оның бағытына байланысты (5'—3' немесе 3'—5') бірдей оқылады. Мысалы, 5' GGТАCC 3' 3' CCАТGG 5' . (мысал палиндромдар: қазақ, шалаш, заказ, қабақ) Ген соңының палиндромды болуы иРНҚ тізбегін РНҚ-полимераза арқылы терминациялау рөлін атқарады. Зерттеулер Е. Соlі бактериясының кейбір терминаторлары ерекше р — Ақуызқа (ро — факторға) тәуелді екендігін көрсетіп отыр. Бұл Ақуыз жаңадан синтезделіп жатқан иРНҚ тізбегі бойымен РНҚ-полимеразаның соңынан ілесіп отырады, ал фермент палиндромға тоқтаған сәтте р — Ақуыз оған жетіп, терминация процесін іске қосады. Сонымен po — фактор өзіне тәуелді терминаторларда РНҚ-полимераза ферментіне көмектеседі. Барлық иРНҚ-ның құрамында екі бөлікті ажыратуға болады. Коделеуші бөлік Ақуызтың амин қышқылдарына сәйкес келетін кодондардан құралған; әдетте ол АUG кодонынан басталып, терминациялаушы кодонмен (UАА немесе UGА) аяқталады. Алайда, иРНҚ коделеуші бөліктен әр уақытта ұзын болып шығады, өйткені оның екі соңында қосымша бөліктер бар. Коделеуші бөліктің алдындағы (иРНҚ-ның 5'— ұшының соңындағы) қосымша тізбек лидер (жетекші) деп аталады. Терминация белгісінен кейінгі және 3'— ұшы түзетін, қосымша тізбек трейлер (соңғы) белгіленеді. Информациялық РНҚ-ның осы 5'— және 3'— ұштарындағы тізбектері Ақуыз синтезінің келесі сатысына трансляцияланбайды. Эукариоттар транскрипциясы. Эукариоттарда транскрипция үшін ДНҚ-ға — тәуелді РНҚ полимераза ферментінің үш түрі қатысады. Эукариоттық РНҚ полимераза I ядрошықта орналасады және рРНҚ-ның синтезделуіне жауап береді. РНҚ полимераза II иРНҚ синтезіне қатысады. РНҚ-полимераза III ферментінің әсерімен тРНҚ мен 5S— рРНҚ синтезделуі жүреді. Полимераза II және III ферменттері нуклеоплазмада орналасқан. Инициация, элонгация және терминация процестеріне басқа ферменттер қатысады, иРНҚ-ның промотор және соңғы бөліктеріне негіздер тізбектелуінің прокариоттыкінен біраз өзгешелігі бар. Генетикалық информациясы бар иРНҚ-ның синтезделген молекулалары ядродан оның қабығындағы саңылау тесіктер арқылы рибосомаларға қарай бағыт алады. Информациялық РНҚ бірнеше рибосомамен (2-ден 15-ке дейін) қосылып, полисома құрайды Полисомада Ақуыз синтезі — трансляция өтеді. жүктеу/скачать 2,07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|