1.5 Строение рнк и ее виды. Синтез и-рнк, его этапы

Информационная РНК является посредником между информацией о

структуре белка в ДНК ядра и местом синтеза белковых молекул в цитоплазме

на рибосомах. и-РНК не формирует двойной спирали, она представлена одной

полинуклеотидной цепью (за исключением двуцепочечной РНК у вирусов).

Содержание РНК в клетке колеблется в зависимости от вида организма.

Существует три вида РНК: рибосомальная, информационная, транспорт-

ная. Все виды синтезируются на молекуле ДНК в ядре путем транскрипции.

Р-РНК — рибосомальная. Входит в состав рибосом, включает 3–5 тыс.

нуклеотидов. Составляет 80 % от общей массы РНК клетки. Она участвует в

инициации, окончании синтеза и отделения готовых молекул белка от рибосом.

и-РНК — информационная (матричная). Несет генетическую ин-

формацию, транскрибируемую с ДНК о структуре полипептидной цепи в

виде кодонов. Молекула включает от 300 до 3000 нуклеотидов и составля-

ет 3-5 % от общего количества РНК.

15

т-РНК — транспортная. Обеспечивает транспорт активированных

аминокислот к рибосомам. Активированная аминокислота — это тройной

комплекс фермента аминоацил т-РНК синтетазы, аминокислоты и АТФ.

Имеет вторичную структуру в виде петель, напоминающую по форме лис-

ток клевера. В средней части центральной петли находится антикодон.

Молекула ДНК имеет участки, содержащие информацию о структуре

белка, которые называются генами и неинформативные межгенные участ-

ки — спейсеры. Спейсеры бывают различной длины и регулируют транс-

крипцию соседнего гена. Транскрибируемые спейсеры копируются при

транскрипции вместе с геном, и их комплементарные копии появляются на

про-и-РНК. Нетранскрибируемые спейсеры встречаются между генами

гистоновых белков ДНК.

Синтез и-РНК идет с одной нити двуцепочечной молекулы ДНК по

принципу комплементарности. И-РНК является копией не всей молекулы

ДНК, а только части ее — одного гена или группы генов одной функции.

Такая группа генов называется оперон. Оперон — единица генетической

регуляции. Он включает структурные гены, несущие информацию о струк-

туре белков, регуляторные гены, управляющие работой структурных. К ре-

гуляторным генам относят: промотор, оператор, терминатор. Промотор на-

ходится в начале каждого оперона. Это посадочная площадка для РНК-

полимеразы (специфическая последовательность нуклеотидов ДНК, кото-

рую фермент узнает благодаря химическому сродству). Оператор управляет

транскрипцией и имеет сродство с белком-регулятором. Терминатор вклю-

чает стоп-кодоны, заканчивающие синтез и-РНК.

Транскрипция начинается со стартовой точки молекулы ДНК с уча-

стием фермента РНК-полимеразы, для эукариот — адениловый нуклеотид.

Синтез и-РНК проходит в 4 стадии:

1) связывание РНК-полимеразы с промотором;

2) инициация — начало синтеза (первая диэфирная связь между АТФ

и ГТФ и вторым нуклеотидом и-РНК);

3) элонгация — рост цепи и-РНК;

4) терминация — завершение синтеза и-РНК.

У эукариот структурные гены разделены на экзоны и интроны. Экзо-

ны – участки, несущие информацию, а интроны — не несущие информа-

цию. Все участки (экзоны и интроны) транскрибируются на молекулу

РНК. Процесс созревания и-РНК включает следующие этапы:

1. Первичный транскрипт — длинный предшественник и-РНК с пол-

ной информацией с молекулы ДНК (про-и-РНК).

2. Процессинг — укорочение первичного транскрипта путем выреза-

ния неинформативных участков про-и-РНК (интронов) и добавление групп

нуклеотидов на 5’ и 3’ концах.

3. Сплайсинг — сшивание информативных участков (экзонов) и обра-

зование зрелой и-РНК.

16