Биосинтез РНК (транскрипция)

Транскрипция -переписывания информации с ДНК-матрицы.

Ген эукариот является мозаичной структурой, содержащей наряду с кодирующими (экзоны) также некодирующие (интроны) последовательности.

Биосинтез РНК осуществляется на ДНК при посредстве РНК-полимераз. РНК-полимераза катализирует транскрипцию как экзонов, так и интронов с образованием гетерогенной ядерной РНК, называемой первичным транскриптом.

Синтез мРНКкатализируетсяРНК-полимеразой II. Одновременно на молекуле ДНК могут синтезироваться много молекул РНК. Синтезированные РНК представляют собой РНК-предшественникифункционально-активных рибонуклеиновых кислот, так как наряду с информативными зонами содержат неинформативные участки. Они названы дРНК (ДНК-подобными РНК) или пре-мРНК.

В дальнейшем происходит процесс разрушения неинформативных зон – процессинг или созревание РНК.

Процессинг происходит в ядре и включает основные этапы:

1) кэпирование - химическая модификация 5'-концевой последовательности мРНК. «Колпачок» представляет собой 7-метилгуанозинтрифосфат. Он участвует в инициации трансляции мРНК.

2) полиаденилирование - химическая модификация 3'-концевой последовательности мРНК. Образование поли-А-последовательности длиной 100-200 нуклеотидных остатков на 3'-конце идет при участии поли-А-полимеразы. Возможно, что полиА-последовательности защищают мРНК от гидролиза клеточными РНКазами.

3) сплайсинг - удаление интронов из мРНК и сшивание образующихся экзонов. Это происходит при участии малых ядерных рибонуклеопротеинов(мяРНП, или сплайсосомы).

мяРНК обладают каталитической активностью. Такие РНК называют рибозимами. Это единственные из известных макромолекул, которые наделены как информационной, так и каталитической функцией. После завершения сплайсинга мРНК поступает в цитозоль.

В нетранскрибируемых последовательностях генома открыты специфические участки, названные промоторами, а также энхансерами (повышающие уровень транскрипции) и силансерами(ослабляющие уровень транскрипции). При взаимодействии с белками они выполняют функции регуляторных сигналов при транскрипции.

Синтез и созревание рРНК и тРНК

Синтез предшественников рРНК и тРНК сходен с синтезом пре-мРНК. Первичный транскрипт рибосомных РНК не содержит интронов, и при действии специфических РНКаз расщепляется с образованием 28S-, 18S- и 5,8S-pPHK.

5S-pPHK синтезируется при участии РНК-полимеразы III.

Первичные транскрипты тРНК превращаются в зрелые формы также путем частичного гидролиза.