Обратная транскрипция

Терминация

Элонгация транскрипции

Момент перехода РНК-полимеразы от инициации транскрипции к элонгации точно не определен. Три основных биохимических события характеризуют этот переход в случае РНК-полимеразы кишечной палочки: отделение сигма-фактора, первая транслокация молекулы фермента вдоль матрицы и сильная стабилизация транскрипционного комплекса, который кроме РНК-полимеразы включает растущую цепь РНК и транскрибируемую ДНК. Эти же явления характерны и для РНК-полимераз эукариот. Переход от инициации к элонгации сопровождается разрывом связей между ферментом, промотором, факторами инициации транскрипции, а в ряде случаев – переходом РНК-полимеразы в состояние компетентности в отношении элонгации. Фаза элонгации заканчивается после освобождения растущего транскрипта и диссоциации фермента от матрицы (терминация).

На стадии элонгации в ДНК расплетено примерно 18 пар нуклеотидов. Примерно 12 нуклеотидов матричной нити ДНК образует гибридную спираль с растущим концом цепи РНК. По мере движения РНК-полимеразы по матрице впереди нее происходит расплетание, а позади – восстановление двойной спирали ДНК. Одновременно освобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНК-полимеразой. Эти перемещения должны сопровождаться относительным вращением РНК-полимеразы и ДНК.

У бактерий есть два механизма терминации транскрипции:

– ро-зависимый механизм, при котором белок Rho (ро) дестабилизирует водородные связи между матрицей ДНК и мРНК, высвобождая молекулу РНК.

– ро-независимый, при котором транскрипция останавливается, когда только что синтезированная молекула РНК формирует стебель-петлю, за которой расположено несколько урацилов (…УУУУ), что приводит к отсоединению молекулы РНК от матрицы ДНК.

Терминация транскрипции у эукариот менее изучена. Она завершается разрезанием РНК, после чего к её 3' концу фермент добавляет несколько аденинов (…АААА), от числа которых зависит стабильность данного транскрипта.

Схема обратной транскрипции

Некоторые вирусы (такие как вирус иммунодефицита человека, вызывающий ВИЧ-инфекцию), имеют возможность транскрибировать РНК в ДНК. ВИЧ имеет РНК-геном, который встраивается в ДНК. В результате, ДНК вируса может быть объединено с геномом клетки-хозяина. Главный фермент, ответственный за синтез ДНК из РНК, называется ревертазой. Одной из функций ревертазы является создание комплементарной ДНК (кДНК) из вирусного генома. Ассоциированый фермент рибонуклеаза H расщепляет РНК, а ревертаза синтезирует кДНК из двойной спирали ДНК. кДНК интегрируется в геном клетки-хозяина с помощью интегразы. Результатом является синтез вирусных протеинов клеткой-хозяином, которые образуют новые вирусы. В случае с ВИЧ так же программируется апоптоз (смерть клетки)Т-лимфоцитов. В иных случаях клетка может остаться распростанителем вирусов.

Некоторые клетки эукариотов содержат фермент теломеразу, так же проявляющую активность обратной транскрипции. С её помощью синтезируются повторяющиеся последовательности в ДНК. Теломераза часто активирутся в раковых клетках для бесконечной дупликации генома без потери кодирующей протеины последовательности ДНК. Некоторые РНК-содержащие вирусы животных при помощи РНК-зависимой ДНК-полимеразы способны синтезировать ДНК, комплементарную по отношению к вирусной РНК. Она встраивается в геном эукариотической клетки, где может многие поколения оставаться в скрытом состоянии. При определённых условиях (например, воздействии канцерогенов) вирусные гены могут активироваться, и здоровые клетки превратятся в раковые.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Транскрипция _(биология)

Литература:

1) Alberts Bruce Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. — New York and London: Garland Science. – ISBN ISBN 0-8153-3218-1.

2) Nikolov DB, Burley SK (1997). «RNA polymerase II transcription initiation: a structural view.». Proc Natl Acad Sci U S A 94 (7): 15-22. PMID 8990153.

3) Lewin, Benjamin (2007). Genes IX. Sudbury, MA: Jones and Bartlett Publishers. ISBN 0-7637-4063-2

4) Cook PR. The organization of replication and transcription. Science 284(5421):1790-5, 1999 PMID 10364545

5) Mitchell JA and Fraser P. Transcription factories are nuclear subcompartments that remain in the absence of transcription. Genes and Development.2(1):20-5. 2008. PMID 18172162

6) Колесникова, И. Н. Некоторые особенности механизмов апоптоза при ВИЧ-инфекции. Диссертация (2000 г.). Проверено 20 февраля 2011. Архивировано из первоисточника 18 февраля 2012.

Трансляция – это синтез белков (полипептидов) на рибосомах с использованием в качестве матрицы информационной рибонуклеиновой кислоты (и-РНК); завершающий этап реализации генетической информации в живых клетках. В ходе трансляции информация, записанная в нуклеиновых кислотах в виде генетического кода, переводится в последовательность аминокислот в синтезируемых белках. При этом четырёхбуквенный нуклеотидный «язык» передаётся «языком» двадцатибуквенным аминокислотным.

http://sbio.info/page.php?id=12418

Нуклеотидная последовательность гена определяет последовательность аминокислот в белке. Это соответствие обеспечивает генетический код. Три соседних нуклеотида в молекуле ДНК составляют триплет, а последовательность нуклеотидов в триплете – код определенной аминокислоты, или кодон. Кодоны есть для каждой из 20 аминокислот, входящих в состав белка. Правила соответствия кодонов определенным аминокислотам или функциям называется генетическим кодом. За небольшими исключениями генетический код универсален для всех живых организмов. Так как четыре нуклеотида объединенные по три дают 64 варианта, а аминокислот всего 20, то большинство аминокислот кодируется более чем одним кодоном или другими словами: генетический код является вырожденным.

Трансляция начинается со стартового кодона, чаще всего это AUG, реже GUG, и заканчивается на одном из терминирующих или стоп-кодонов: UAA,UAG,UGA. Все кодоны, за исключением стоп кодонов, называются смысловыми. Стоп кодоны еще называют нонсенс кодонами. Группу кодонов кодирующих одну и ту же аминокислоту называют серией. Вырожденность серий варьирует от 1 (Trp, Met) до 6 (Ser, Arg, Leu).

Таблица генетического кода

Различают три стадии белкового синтеза: инициацию, элонгацию и терминацию. На каждой из них в работе рибосомы участвуют различные группы дополнительных факторов. Энергия для биосинтеза белка на всех трех стадиях обеспечивается гидролизом GTP.

При инициации происходят события, предшествующие образованию пептидной связи между двумя первыми аминокислотами белка. Для инициации необходимо, чтобы рибосома связалась с информационной РНК, образовав инициирующий комплекс совместно с первой аминоацил-тРНК. Это относительно медленная стадия в синтезе белка.

Элонгация включает в себя все реакции – от образования первой пептидной связи до присоединения последней аминокислоты к белковой молекуле. Это наиболее быстрая стадия белкового синтеза, во время которой рибосома перемещается от первого до последнего кодона на информационной РНК.

Терминациясостоит из последовательных этапов, необходимых для освобождения синтезированной полипептидной цепи; при этом рибосома отделяется от мРНК.

Только в сравнении со скоростью элонгации и можно считать, что стадии инициации и терминации происходят медленно. Синтез белка – это быстрый процесс (хотя скорость в большей степени зависит от температуры).

http://humbio.ru/humbio/translation/0000ddb2.htm

Дата добавления: 2014-12-16