Строение РНК и её виды. Синтез и-РНК, его этапы

Информационная РНК является посредником между информацией о структуре белка в ДНК ядра и местом синтеза белковых молекул в цитоплазме на рибосомах. и-РНК не формирует двойной спирали, она представлена одной полинуклеотидной цепью (за исключением двуцепочечной РНК у вирусов). Содержание РНК в клетке колеблется в зависимости от вида организма.

Существует три вида РНК: рибосомальная, информационная, транспортная. Все виды синтезируются на молекуле ДНК в ядре путём транскрипции.

Р-РНК – рибосомальная. Входит в состав рибосом, включает 3000‑5000 нуклеотидов. Составляет 80% от общей массы РНК клетки. Она участвует в инициации, окончании синтеза и отделения готовых молекул белка от рибосом.

И-РНК – информационная (матричная). Несёт генетическую информацию, транскрибируемую с ДНК о структуре полипептидной цепи в виде кодонов. Молекула включает от 300 до 3000 нуклеотидов и составляет 3‑5% от общего количества РНК.

Т-РНК – транспортная. Обеспечивает транспорт активированных аминокислот к рибосомам. Активированная аминокислота – это тройной комплекс фермента аминоацил т-РНК синтетазы, аминокислоты и АТФ. Имеет вторичную структуру в виде петель, напоминающую по форме листок клевера. В средней части центральной петли находится антикодон.

Молекула ДНК имеет участки, содержащие информацию о структуре белка, которые называются генами и неинформативные межгенные участки – спейсеры. Спейсеры бывают различной длины и регулируют транскрипцию соседнего гена. Транскрибируемые спейсеры копируются при транскрипции вместе с геном, и их комплементарные копии появляются на про-и-РНК. Нетранскрибируемые спейсеры встречаются между генами гистоновых белков ДНК.

Синтез и-РНК идёт с одной нити двуцепочечной молекулы ДНК по принципу комплементарности. И-РНК является копией не всей молекулы ДНК, а только части её – одного гена или группы генов одной функции. Такая группа генов называется оперон. Оперон – единица генетической регуляции. Он включает структурные гены, несущие информацию о структуре белков, регуляторные гены, управляющие работой структурных. К регуляторным генам относят: промотор, оператор, терминатор. Промотор находится в начале каждого оперона. Это посадочная площадка для РНК‑полимеразы (специфическая последовательность нуклеотидов ДНК, которую фермент узнаёт благодаря химическому сродству). Оператор управляет транскрипцией и имеет сродство с белком-регулятором. Терминатор включает стоп-кодоны, заканчивающие синтез и-РНК.

Транскрипция начинается со стартовой точки молекулы ДНК с участием фермента РНК-полимеразы, для эукариот – адениловый нуклеотид. Синтез и-РНК проходит в 4 стадии:

1) Связывание РНК-полимеразы с промотором;

2) Инициация – начало синтеза (первая диэфирная связь между АТФ и ГТФ и вторым нуклеотидом и-РНК);

3) Элонгация – рост цепи и-РНК;

4) Терминация – завершение синтеза и-РНК.

У эукариот структурные гены разделены на экзоны и интроны. Экзоны – участки, несущие информацию, а интроны – не несущие информацию. Все участки (экзоны и интроны) транскрибируются на молекулу РНК. Процесс созревания и-РНК включает следующие этапы:

1) Первичный транскрипт – длинный предшественник и-РНК с полной информацией с молекулы ДНК (про-и-РНК).

2) Процессинг – укорочение первичного транскрипта путем вырезания неинформативных участков про-и-РНК (интронов) и добавление групп нуклеотидов на 5’ и 3’ концах.

3) Сплайсинг – сшивание информативных участков (экзонов) и образование зрелой и-РНК.

Дата добавления: 2014-01-06