Сплайсинг тРНК в митохондриях држжей
В каждом гене тРНК есть 1 интрон (14-32), одинаковый для изоакцепторных тРНК
Сначала эндонукл. вырезает интрон. На 3’она обр. 2’ – 3’ цикл. фосфат, на 5’ конце ОН-гр. Далее фосфодиэстераза раскрывает цикл, обр.3’ конц. ОН-гр., 5’ фосфорилируется и экзоны сшиваются с обр. фосфодиэф. св (сшивка лигазой); 4 разных фермента
2.Автосплайсинг 1 типабез участия белков
Открыт в 1982 Чехом на тетрохимене
Автосплайсинг рРнк
Первичный транскрипт(35S) сод. копию 1 интрона (414 нук). После его вырезания 2 экзона сливаются – 26S рРНК. Процесс осущ. сама про-рРНК.
ГТФ, ГТФ или ГМФ - в карман.
Интрон имеет сл. Втричную структуру, представленную 10 шпильками и сложной третичной структурой. В глубене м/ду шпильками 3, 4 есть карман, в который попадает гуанозин. Его 3’-ОН-гр. атакует границу экзона 1 и интрона, обр. 3’ ОН-гр атакует границу интрона со 2-м экзоном. Экзоны сливаются фосфодиэф. связью, выброшенный интрон продолжает изменяться.
Происходит перегр. и атака 3’-гр. на раст. 15 нук от 5’ конца; обр. циклическая форма, выбрас. 15нук. и Г. Она размыкается и прергр., отщепляется ещё 4 нукл, и в рез. – ф-ма 19 (нет биол. смысла)
3.Автосплайсинг 2 типа (митохондрии дрожжей)
Рамки – границы интрона, 6 шпилек. Превый нукл – G; Аденозин в dG, 2’кон. его рибозы атакует границу э1 и инт; как только обнажается 3’-ОН-гр э1, она атакует гр. э2 и интрона, и. выбрас. в ф-ме лассо
С участием матюраз
|
|
|
Матюраза – ф-т с эндонукл. и малой активностью (они часто вместе)
Митохондрии дрожжей, ген bOx (цитохромоксидаза b). Трансл. и транскр. в митохондриях.
Одна РНК подверг. сплайсингу по 2-м механизмам. Часть интронов уч. в кодировании.
5.С участием рибонукле протеидных ком., вкл. рРНК
В подавл. > мРНК яд. Генов высш. эукариот; осущ. сплайсосомами
Все ин., вырезаемые по этому мех-му начинаются с GU и конч. AG
RNP – рибонуклепротеидные компл., в каждом 1 или неск sРНК
На branch-site садится RNP с U2. На 5’ садится RNP с U1
Триплет U4/U6*U5 (U4 спарена с U6) садится так: U5 вытесняет U1 и сближает концы интрона. После этого U4 выходит изкомплекса с U6 и становится возможным спаривание U6 и U2
Далее 2’ОН-гр. А вынуждена атаковать границу Э1 и интрона, экзоны сшиваются, интрон выбрасывается в форме лассо.
Сплайсосома вкл. > 50 разных белков и неск. sРНК (с 1 по 6 кроме 3); U6 обр. С, все остальные pol II
6.Транс-сплайсинг
Все выше – цис. (экзоны 1 тРНК); трипаносома
Абс. Разные мРНК на 5’ обладалют одинак. Посл. В 35 нук. (не во всех генах)
sLРНК – сплайсинг-лидер РНК, синтез. pol III –нет кэпа и полиА, 1 экзон дли разн. РНК
С участием RNP, U1 ytn
На branch-site садится RNP с U2, U5 сближает концы интрона, U5 сближает концы интрона, U4 диссоциирует, U2 спаривается с U6. Из branch-site атакует границу э1 и интрона, экзоны сшиваются, интрон выбрасывается в виде Y (лассо не получится – разные РНК)
|
|
|
Редактирование
~500 РНК <1%
Открыто на трипаносоме. В ней митохондрии, в которыходним из ключевых белков ЦПЭ явл. Цитохромокс.-С. Она состоит из 3-х разных субъединиц, код. 2-мя генами: сох1 и сох2. Гена для 3-й субъед. Нет, её РНК обр. при редакт сох2
Редактирование – изменение 1-й стр-ры РНК после транскрипции
Когда трипан. в пром. хоз - цеце, обр. 3-я субъед., и система о.фосф. работает. Когда трипаносома в КРС или в человеке, не обр.
Механизм: Есть спец. gide РНК, спар. с редакт. mРНК. Спец. комплекс – эдитосома. Там – 3’ конец gРНК атакует неспар. участок, а 3’ конец, образуемый в мРНК атакует связь м/ду 1 и 2 нуклеотидами бывшей gРНК – вставляется 1 U. Далее всё распадается и заново спаривается – процесс идёт до достижения полной комплементарности.
Р. – не только вставление, но и удаление – в эдитосоме.
Может происходить модификация АО нуклеотида. У Mam. Ген аполипопротеина экспр. В печени и в кишечнике. В печени – экспр. 512KD, в киш – 250 KD
Альтернативный сплайсинг
1978 – Шарп и Робертс – открытие на аденовирусе человека (Масач.) – ДНК-сод. врус; они гибридизовали транскр. РНК с ДНК вируса; открыли альтернативный сплайсинг – 7 вариантов РНК, счит. с 1 гена – по 1 гену – несколько белков.
|
|
|
В РНК копии экзонов и интронов, они сливаются и вырезаются, в ДНК экз. и интр. ост. на месте.
У человека ему подвергаются 75% РНК генов. Этим объясняется разнообразие классов разных белков, во мног раз ↑кол-во генов.
Ген BcL-x – участвует в регуляции апоптоза. Разные продукты – х=L – подавляет апопотоз, х=S – способствует апоптозу. 15% наследственных заболеваний связано с мутациями, нарушающих альт. спл.
sR – сплайсинг рег. белки., обогащены серином и аргенином. Сайты связывания этих белков есть в каждом экзоне, с одними сайтами связаны белки, удаляющие соседние интроны, с другими – сохраняющие соседние интроны. Сохранение и вырезание интронов зависит от наличия этих белков в клетке.
1. Вырезание или оставление экзона
2. Взаимоискл. оставление экзонов
3. Вырезание 1 или 2-х интронов
Внутри интрона могут быть дополнительные 5’ и 3’ сайты – оставленные части интронов.
У высших самый распр – вырезание экзона., у низших – сохранение интронов, у дрожжей – в осн. распознавание и сохранение интронов
|
|
|
Вопрос 42
РНК-нитерференция. siРНК, miРНК
РНК-интерференция (англ. RNA interference, RNAi) — это опосредованный малыми молекулами РНК процесс подавления экспрессии гена на стадии транскрипции, трансляции, деаденилирования или деградации мРНК. В системе РНК-интерференции принимают участие два типа малых молекул РНК — микроРНК и малые интерферирующие РНК (small interfering RNA, siRNA). siRNA связываются со специфическими последовательностями мРНК (обычно в кодирующей области), приводя к деградации мРНК. МикроРНК также связываются со специфическими последовательностями мРНК (обычно в 3' нетранслируемой области), приводя к ингибированию трансляции и/или деаденилированию (удалению поли(А)-хвоста) мРНК. Система РНК-интерференции играет важную роль в защите клеток от паразитирующих генов — транспозонов и вирусов, а также в регуляции развития, дифференцировки и экспрессии генов организма.
РНК-интерференция обнаружена в клетках многих эукариот, в том числе у животных, растений и грибов. Путь РНК-интерференции начинается с фермента Dicer, который разрезает длинные молекулы двуцепочечной РНК (dsRNA) на короткие фрагменты порядка 21-25 нуклеотидов. Одну из двух цепочек каждого фрагмента называют «направляющей» (англ. guide strand), эта одноцепочечная РНК далее включается в состав РНК-белкового комплекса RISC (англ. RNA-induced silencing complex, комплекс РНК-индуцированного сайленсинга). В результате активности RISC одноцепочечный фрагмент РНК соединяется с комплементарной последовательностью молекулы мРНК и вызывает разрезание мРНК белком Argonaute либо ингибирование трансляции и/или деаденилирование мРНК, что приводит к подавлению экспрессии (посттранскрипционному сайленсингу) соответствующего гена. Эффективность сайленсинга генов ограничена молярными концентрациями siRNA и микроРНК.
Селективный эффект РНК-интерференции на экспрессию генов делает RNAi полезным инструментом для исследований с использованием культур клеток и живых организмов, так как синтетические двуцепочечные РНК, введённые в клетки, вызывают супрессию специфических генов. RNAi используется для крупномасштабных исследований в области молекулярной биологии, биохимии, биотехнологии и медицины. Так, например, РНК-интерференцию используют для систематического «выключения» генов в клетках и установления функций генов при изучении деления клетки.
Исторически РНК-интерференция была известна под названием посттранскрипционного сайленсинга генов и «подавления». Только после того, как эти предположительно несвязанные процессы были исследованы, стало ясно, что все они описывали проявления RNAi. В 2006 году Эндрю Файер (Andrew Fire) и Крейг Мелло (Craig Mello) получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за работы по изучению РНК-интерференции у нематоды C. elegans,[2] опубликованные в 1998 году.[3]
Вопрос 48
Структура тРНК
74-95, особая 1-я, практич. одинаковые 3-я и 4-я.
ψ – псевдоуридин: урацил, соед. с рибозой С-гликоз. связью.
ДГУ – дигидроуридин
Диметилгуанин, инозин, риботимидин.
минорные РНК: защита от нуклеаз, безошибочное узнавание
2-я стр-ра – клеверный лист.
Если X=А, то акцептирует гидрофобную к-ту. Если Г – полярную.
Формил-ме. тРНК итл. от Ме тем, что у неё неспарен 5’ конец и в ДГУ-петле сближены азот. основания.
3-я структура – L-ф-ма, бумеранг. Угол одинаков у изоакц. т-РНК (кодир. 1 а/к)
Вопрос 49
Рекогниция. Аминоацилирование тРНК
Подготовительный этап трансляции.
Действ. лица: а/к, АТФ, тРНК, арсазы (кодазы), аминоацил-тРНК-синтетазы.
Метиониновая арсаза соед. Ме как с мет.тРНК, так и ф-мет. тРНК. После этого Ме формилируется только в том случае, если он присоединён ф-мет. тРНК. Это делает трансформилаза
1 этап: активирование а/к
2 этап:
Вопрос 50
Структура рибосом про-и эукариот. Центры рибосом
Структура рибосом
Рибосомы - немембранные самые мелкие клеточные органеллы, при этом они едва ли не самые сложные. В клетке E. сoli присутствует около 103-5х103 рибосом. Линейные размеры прокариотической рибосомы 210 х 290 Å. У эукариот - 220 х 320 Å.
Выделяют четыре класса рибосом:
1. Прокариотические 70S.
2. Эукариотические 80S.
3. Рибосомы митохондрий (55S - у животных, 75S - у грибов).
4. Рибосомы хлоропластов (70S у высших растений).
Определение: S - коэффициент седиментации или константа Сведберга. Отражает скорость осаждения молекул или их компонентов при центрифугировании, зависящую от конформации и молекулярного веса.
Каждая рибосома состоит из 2-х субъединиц (большой и малой).
Прокариотическая рибосома Эукариотическая рибосома
Сложность объясняется тем, что все элементы рибосом представлены в одном экземпляре, за исключением одного белка, присутствующего в 4 копиях в 50S субъединице, и не могут быть заменены.
rРНК выполняют не только функцию каркасов субъединиц рибосом, но и принимают непосредственное участие в синтезе полипептидов.
23S rРНК входит в каталитический пептидилтрансферазный центр, 16S rРНК необходима для установки на 30S субъединице инициирующего кодона mРНК, 5S rРНК - для правильной ориентации аминоацил-tРНК на рибосоме.
Все rРНК обладают развитой вторичной структурой: около 70% нуклеотидов собрано в шпильки.
rРНК в значительной степени метилированы (СН3-группа во втором положении рибозы, а также в азотистых основаниях).
Порядок сборки субъединиц из rРНК и белков строго определен. Субъединицы, не соединенные друг с другом, представляют собой диссоциированные рибосомы. Соединенные - ассоциированные рибосомы. Для ассоциации нужны не только конформационные изменения, но и ионы магния Mg2+ (до 2х103 ионов на рибосому). Магний нужен для компенсации отрицательного заряда rРНК. Все реакции матричного синтеза (репликация, транскрипция и трансляция) связаны с ионами магния Mg2+ (в меньшей степени - марганца Mn2+).
Каталитические центры рибосом
Р-центр - пептидильный, донорный.
Он является донором формилметионина при инициации, или пептидила при элонгации трансляции.
Pt – растущий пептидил
А-центр - аминоацильный, акцепторный.
Акцептирует формилметионин в самом начале или пептидил при элонгации трансляции
Э центр, экзит, сюда попадают деацилированные тРНК перед удалением с рибосомы
Вопро 51
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 412; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!