Траскрипція білка.Матеріал для учнів 10 класу.

 

                               Транскрипція. Основні типи РНК

Реалізація спадкової інформації складається з низки послідовних процесів (рис. 70). Як бачимо, вона починається з процесу, який називається транскрипцією.

Транскрипція — синтез молекули РНК з використанням молекули ДНК як матриці.

В еукаріотичних клітинах транскрипція відбувається в ядрі, де зберігається ДНК, і забезпечується ферментами. Основним ферментом транскрипції є РНК-полімераза, яка «працює» на всіх її етапах.

Етапи транскрипції. Зв’язування із промотором гена є першим етапом (схема 6). Для цього РНК-полімераза має бути зв’язаною з одним або кількома іншими важливими білками — транскрипційними факторами. Вони визначають, з яким саме геном зв’язуватиметься зазначений фермент, а отже, впливають на активність генів, що має важливе значення для регуляції росту та розвитку організму. Транскрипційні фактори кодуються регуляторними генами. Синтез молекули РНК є наступним етапом (див. схему 6). РНК-полімераза роз’єднує дві нитки ДНК і рухається вздовж лише однієї з них. Вона розпізнає нуклеоти-ДИ ДНК і включає в молекулу РНК комплементарні до них РНК-нуклеотиди.

Поясніть, чому спадкова інформація є інформацією про будову білкової молекули.

Слід пам’ятати, що замість тимідилового (Т) нуклеотиду молекул ДНК до молекули РНК входить урациловий (У) (рис. 71). Цей процес триває, доки РНК-полімераза не досягне термінатора гена. Тоді синтез завершується: РНК-полімераза вивільняє синтезовану молекулу РНК та від’єднується від ДНК.

Типи РНК. За функціями виокремлюють кілька типів молекул РНК. Рибо-сомні РНК (рРНК) входять до складу рибосом та забезпечують їхнє функціонування. Транспортні РНК (тРНК) приєднують амінокислоти й транспортують їх до місця синтезу білка. Матричні, або інформаційні, РНК (мРНК, ІРНК) містять інформацію про амінокислотну структуру білків. Вони слугують матрицею для біосинтезу білка. Усі РНК беруть участь у біосинтезі білка або його регуляції. Переважна більшість генів кодує послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюзі («білкові гени»), решта генів кодує РНК інших типів.

Дозрівання РНК. Утворені в процесі транскрипції молекули РНК ще не можуть виконувати свої функції. В еукаріотів вони зазнають певних змін, однією з яких є сплайсинг. Більшість генів еукаріотів містить неко-дувальні ділянки, що «вирізаються» під час зазначеного процесу. Такі ділянки називаються інтронами, а ті, що залишаються в молекулі РНК, -екзонами. Отже, сплайсинг (від англ. splice - зрощувати, склеювати кінці чогось) — це процес «вирізання» інтронів та «зшивання» екзонів. Зрозуміло, що інформацію про структуру білків містять лише екзони. На інтрони припадає від 0 до 99 % довжини гена. У багатьох генів екзони, що залишаються, можуть зшиватися в різний спосіб. 

Як наслідок з одного гена можуть утворюватися різні мРНК, за якими будуть синтезовані різні білки (рис. 72). Уважається, що саме це є причиною описаної мозаїчної (екзонно-інтронної) структури генів. Зрілі молекули РНК експортуються з ядра в цитоплазму, де починають виконувати свої функції.