- •Биосинтез рнк: строение промоторов, взаимодействие рнк-полимеразы с промоторами.
- •Характеристика рнк-полимераз у про- и эукариот.
- •Этапы биосинтеза рнк: инициация, элонгация, терминация.
- •Инициация
- •Элонгация.
- •Терминация.
- •Компоненты белоксинтезирующей системы у прокариот: мРнк, рРнк, тРнк; белковые факторы инициации, элонгации и терминации; 70s рибосомы.
- •Компоненты белоксинтезирующей системы эукариот (мРнк, рРнк, тРнк; мяРнк, белковые факторы инициации, элонгации и терминации; 80s рибосомы).
- •Строение рибосом, характеристика функциональных центров.
- •Биосинтез белка: активация аминокислот. Характеристика аминоацил-тРнк-синтетаз.
- •Инициация трансляции в прокариотических клетках.
- •46. Элонгация и терминация трансляции прокариот.
- •47. Генетический код. Основные характеристики.
- •Характеристика этапов трансляции в эукариотических клетках.
- •Сворачивание (фолдинг) полипептидной цепи. Роль ферментов и шаперонов в этом процессе.
- •Посттрансляционные модификации белков (из интернета).
- •1.Динамическая биохимия. Характеристика метаболических путей
- •1.1 Характеристика метаболических путей
- •2. Распад углеводов в желудочно-кишечном тракте. Роль амилолитических ферментов.
- •2.1 Расщепление углеводов в пищеварительном тракте
- •5. Трегалаза (не давала в лекции)
- •В последующей реакции, катализируемой ферментом фосфоенолпируваткарбоксикиназой, из оксалоацетата образуется фосфоенолпируват. Реакция Mg2-зависимая и донором фосфата служит gtp.
- •5. Окислительное декарбоксилирование пирувата. Строение пируватдегидрогеназного комплекса, регуляция активности.
- •6.Цикл лимонной кислоты. Регуляция цикла.
- •7.Дыхательная цепь: организация компонентов в виде 4-х белковых комплексов. Характеристика дыхательных переносчиков (fmn, железосерные белки, убихиноны, цитохромы).
-
Биосинтез рнк: строение промоторов, взаимодействие рнк-полимеразы с промоторами.
Биосинтез РНК на матрице ДНК называют транскрипцией. В процессе транскрипции информация с определенных участков ДНК «переписывается» в комплементарные одноцепочечные молекулы РНК. В результате образуются мРНК, кодирующие аминокислотные последовательности белков, а также тРНК, рРНК и другие виды РНК (выполняющие структурную, регуляторную и каталитическую функции).
Транскрипция РНК происходит практически во всех ядросодержащих клетках, как делящихся, так и неделящихся.
Процесс транскрипции осуществляется ферментами ДНК-зависимыми РНК-полимеразами, которые являются нуклеотидилтрансферазами, в качестве субстратов использующими нуклеозид-5’-трифосфаты (АТР, GTP, CTP, UTP). РНК-полимеразы проявляют активность только в присутствии ионов Mg2+. В ходе включения рибонуклеозид-трифосфатов в строящуюся цепь они теряют пирофосфатные остатки. Это обеспечивает процесс энергией; поэтому дополнительных ее источников не требуется.
Рост полинуклеотидной цепи идет в направлении 5’→3’. Это означает, что рибонуклеозид-5’-трифосфаты присоединяются к 3’-ОН группе рибозы предшествующего нуклеотида. У эукариот разные виды РНК синтезируются различными РНК-полимеразами.
Транскрибируется матричная цепь ДНК. Другая цепь называется кодирующей (смысловой), поскольку ее последовательность идентична последовательности РНК (вместо основания Т (тимин) в РНК включается основание U (урацил).
Для транскрипции характерна консервативность процесса. Молекула ДНК по окончании синтеза РНК возвращается в исходное состояние.
Единовременно транскрибируется не вся молекула ДНК, а только ее определенные участки ‒ транскриптоны. В транскриптоне присутствуют последовательности, одна из которых называется промотором (зона начала траскрипции), а другая ‒ терминатором (зона остановки транскрипции).
Транскриптоны бактерий называют оперонами. Опероны включают в себя нуклеотидные последовательности, кодирующие структуру нескольких белков, называемых структурными генами (цистронами). Поэтому бактериальные мРНК являются полицистронными, в отличие от моноцистронных мРНК высших организмов.
Промотор
Синтез молекул РНК начинается в определённых последовательностях (сайтах) ДНК, которые называют промоторы, и завершается в терминирующих участках (сайты терминации). Участок ДНК, ограниченный промотором и сайтом терминации, представляет собой единицу транскрипции - транскриптон. У эукариотов в состав транскриптона, как правило, входит один ген (рис. 4-27), у прокариотов несколько. В каждом транскриптоне присутствует неинформативная зона; она содержит специфические последовательности нуклеотидов, с которыми взаимодействуют регуляторные транскрипционные факторы.
Транскрипционые факторы - белки, взаимодействующие с определёнными регуляторными сайтами и ускоряющие или замедляющие процесс транскрипции. Соотношение информативной и неинформативной частей в транскриптонах эукариотов составляет в среднем 1:9 (у прокариотов 9:1).
Соседние транскриптоны могут быть отделены друг от друга нетранскрибируемыми участками ДНК. Разделение ДНК на множество транскриптонов позволяет осуществлять с разной активностью индивидуальное считывание (транскрипцию) разных генов.
Промотор - это участок молекулы ДНК, состоящий примерно из 40 пар нуклеотидов и расположенный непосредственно перед участком инициации транскрипции. В нем различают две важные и достаточно консервативные по составу последовательности. Одна из них состоит из шести или семи нуклеотидов (чаще ТАТААТ) и расположена на расстоянии примерно 10 нуклеотидов от первого транскрибируемого нуклеотида. Эту последовательность обычно обозначают как –10-последовательность, или Прибнов-бокс, (в честь ее первооткрывателя Прибнова). В данном сайте РНК-полимераза связывается с ДНК. Вторая последовательность расположена на расстоянии примерно 35 нуклеотидов до сайта инициации и служит участком распознавания промотора РНК-полимеразой.
Рис. Структура промотора прокариот.
Взаимодействие
Когда РНК-полимераза связывается с промотором, происходит локальное расплетение двойной спирали ДНК и образование открытого промоторного комплекса, называемого транскрипционного «глазка».
Благодаря этому нуклеотиды матричной цепи ДНК в области «глазка» становятся доступными для спаривания с рибонуклеозид-трифосфатами.
Происходит копирование последовательности смысловой, или (+)-цепи ДНК, имеющей направление 5’→ 3’. При этом первым в строящуюся цепь РНК всегда включается пуриновый нуклеотид - АТР или GTP, сохраняющий все три его фосфатных остатка. Затем образуется первая 5’,3’-фосфодиэфирная связь. Далее σ-субъединица теряет связь с ферментом, а кор-фермент начинает перемещаться по ДНК.
Растущая цепь РНК остается связанной с ферментом и спаренной своим растущим концом с участком матричной цепи. Остальная часть образовавшейся цепи не связана ни с ферментом, ни с ДНК. По мере продолжения транскрипции кор-фермент, движущийся вдоль цепи ДНК, действует подобно застежке «молния», расплетая двойную спираль, которая замыкается позади фермента.