15 сұрақ Генетикалық ақпараттардың берілу жолдары

Транскрипция дегеніміз — ДНҚ молекуласындағ ы генетикалық ақ параттың РНҚ молекуласына кө шіріліп жазылуы, яғ ни РНҚ синтезделуі болып табылады.

Егер ДНҚ репликациясы жасушаның бө лінуіне байланысты болатын болса, яғ ни тек бө лінуші жасушаларда байқ алатын болса, транскрипция ү дерісі барлық ядролы жасушаларда, бө лінетін жә не белінбейтін, байқ ала береді.

Бө лінетін жасушаларда ол митоздық циклдың кез-келген уақ ытында жү реді жә не ДНҚ молекуласының бір учаскесінің транскрипциялануы кө п рет қ айталанып жү руі мү мкін.

Транскрипция немесе РНҚ синтезі ү шін қ ұ рылыс материалдары болып рибонуклеозидтрифосфаттар (рАТФ, рГТФ, рЦТФ, рУТФ) саналады. РНҚ тізбегіне қ осылғ ан кезде олар 2 фосфат қ алдығ ын пирофосфат кү йінде бө ліп шығ арып, босағ ан энергияны нуклеотидтер арасындағ ы фосфодиэфирлік байланыстың тү зілуіне жұ мсайды.

Еркін рНТФ —> рРНҚ тізбегіндегі қ алдығ ы +пирофоефат

РНҚ синтезі промоторлық учаскеден басталып терминаторлық учаскемен аяқ талады. РНҚ синтезі жү руі ү шін ДНҚ молекуласының кем дегенде 2 ө рімінде ДНҚ жіпшелері бір-бірінен ажырасулары қ ажет, ширатылғ ан кү йінде транскрипция жү рмейді.

РНҚ синтезі ассиметриялық қ ұ былыс, яғ ни бір-бірінен ажырасқ ан ДНҚ жіпшелерінің тек біреуі ғ ана РНҚ синтезі ү шін матрица (қ алып) қ ызметін атқ ара алады. РНҚ синтезі консервативтік қ ұ былыс, яғ ни транскрипция аяқ талғ аннан кейін ДНҚ молекуласы ширатылып, бастапқ ы кү йіне келеді.

РНҚ синтезін РНҚ -полимераза — ферменті ө з бетінше жү ргізеді. Яғ ни ешқ андай ұ йытқ ының қ ажеті жоқ. Транскрипция ө німі болып жетілмеген РНҚ -лар: пре-аРНҚ, пре-тРНҚ, пре-рРНҚ -лар саналады. Олар ядрода пісіп жетіледі (процессинг). Гендердің экспрессиялануына кө птеген ақ уыздар ә сер етеді. Соң ғ ы жылдары транскрипциялық фактор қ асиетіне ие кө птеген ақ уыздар анық талды. Олар бір-бірімен, не ДНҚ молекуласының реттеуші учаскелерімен (промотор, энхансерлер), не басқ а да заттармен (лиганда) ә рекеттесіп гендердің белсенділігіне ә сер етеді. Транскрипцияның ең алғ ашқ ы жә не маң ызды кезең і-оның инициациясы: РНҚ -полимеразаның промотормен байланысуы жә не алғ ашқ ы нуклеотидтераралық (фосфодиэфирлік) байланыстың тү зілуі. РНҚ полимераза мен промотордың байланысуы қ алайша жү зеге асады? Бактерияларда РНҚ полимераза промотор қ ұ рамындағ ы белгілі бір нуклеотидтер жұ птарының бірізділігін тікелей таниды, мыс: Прибнов боксын. Бактерияның РНҚ полимераза ферментінің коферменті 3 тү рлі субъединицадан - α β β ¹, қ ү рылғ ан тетрамер болып табылады. Ол ө здігінен промотормен байланыса алмайды, ал егер оғ ан ерекше ақ уыз- σ -фактор жалғ анса онда σ -фактордың қ атынасуымен РНҚ -полимераза ферменті промотордың Прибнов боксын танып, онымен байланысады да транскрипцияны бастайдыЭукариоттарда промотормен кө птеген ақ уыздар байланысады, мыс: ТҒ ІІD, ТҒ ІІА, ТҒ ІІС, ТҒ ІІЕ, ТҒ ІІН кешендері, сонымен қ атар ген транскрипң иясының инициасиялауы ү шін осы геннің энхансерлерімен байланысатын басқ а да транскрипция факторлары (мыс: ақ уыз Р-53) қ ажет. РНҚ полимераза промотормен байланысып, ДНҚ молекуласының локальды денатурациялануын, яғ ни ДНҚ тізбектерінің 1, 5-2 ширатпа ұ зындығ ында бір-бірінен ажырауын туғ ызады. Осылайша транскрипциялық «кө зше» пайда болады жә не «кө зшедегі» ДНҚ -ның матрицалық тізбегінде орналасқ ан нуклеотидтердің р → НМФ-тармен комплиментарлы жұ птасуына мү мкіндік туады. Жаң адан синтезделуші РНҚ тізбегіне алғ ашқ ылардың бірі болып пуриндік нуклеотид-АТФ не ГТФ қ осылады жө не ол ө зінің 3 фосфат қ алдығ ын сақ тап қ алады. Содан кейін екінші нуклеотидпен алғ ашқ ы 5'-3-фосфаттық байланыс тү зіледі. Осыдан кейін бактерияларда б-фактор РНҚ -полимеразамен байланысын ү зіп, тү сіп қ алады. Инициациядан кейінгі кезең - элонгация: синтезделуші пре-РНҚ тізбегінің жайлап ұ заруы терминациялық учаскеге дейін жалғ асады. РНҚ синтезінде 1 секундта шамамен 30 нуклеотид жалғ анады. Жалпы алғ анда транскрипция қ ателіксіз жү реді, себебі ол матрицалық (қ алып), комплиментарлық принциптерге негізделінеді, бірақ кейде 2х10⁴ нуклеотидтен біреуі қ ате жұ птасуы мү мкін. Бұ л қ ателіктер мутацияғ а алып келеді, сондық тан олар дер кезінде эндонуклеазалар арқ ылы жө нделіп отырады. Транскрипцияның соң ғ ы кезең і терминация, немесе транскрипцияның аяқ талуы. Терминацияғ а сигнал болып геннің аяқ жағ ындағ ы ГЦ-ғ а бай учаскелері саналады. Г-Ц байланысы (3 сутектік байланыс) мық ты, берік болғ андық тан ДНҚ -ның осындай учаскесінің локальды денатурациялануы (екі жіпшесінің ажырасуы) қ иындай тү седі. Бұ л РНҚ —полимераза ферментінің жылжуын баяулатады жә не транскрипцияның тоқ талуына (аяқ талуына) алып келеді. Синтезделген пре-РНҚ -ның ДНҚ молекуласынан босанып шығ уын бактерияларда ерекше ақ уыз- Rһ о-фактор қ амтамаеыз етее, эукриоттарда жаң адан еинтезделген пре-РНҚ -ның аяқ жағ ындағ ы ГЦ-бай учаскесіндегі нуклеотидтер арасындағ ы ә рекеттесулер салдарынан пайда болатын «ілмекшелер» («шпильки») атқ арады.

Трансляция белоктың қ ұ рамы жазылғ ан ақ парат нуклеотидтік реттен амин қ ышқ ылдық ретіне ауыстырылуы. Бұ л процесс цитоплазмада рибосоманың тРНҚ жә не аРНҚ ның қ атысуымен жү зеге асады.

Ең алдымен а-РНҚ -ның 5'-трансляцияланбайтын учаскесі рибосоманың кіші бө лшегімен (18 S р-РНҚ, ) байланысады. Бұ л кезде инициаторлық кодон (АУГ) П-орталық дең гейінде орналасады, ә рі қ арай инициаторлық кодон мен (АУГ) инициаторлық аа-р-РНҚ (Мет-аа-т РНҚ _и^мет) комплиментарлы байланысады. Ал, соң ғ ысы ү лкен бө лшектің П-орталығ ымен ә рекеттесіп рибосоманың екі бө лшегінің біртұ тас органеллағ а жинақ талуын қ амтамасыз етеді (40 еурет).

Сонымен қ атар, трансляция инициациясы ү шін ГТФ жә не 3 инициация факторлары-еІҒ -1, еІҒ -2, еІҒ -3, қ ажет. Бұ лардың ішінде еІҒ -3 рибосоманың еркін кіші белшегіне қ осылып, оның ү лкен бө лшегімен кү ні бұ рын байланысуын болдырмайды жә не онымен а-РНҚ -ның байланысуына кө мектеседі.

еІҒ -2 факторы инициаторлық аа-т-РНҚ -ның байланысуын қ амтамасыз етеді. Бұ л кешен ГТФ-пен де байланысқ ан. Содан кейін Мет-т-РНҚ _и^меІ, ө з орнына, П-орталық қ а орналасу барысында ГТФ-ГДФ-ғ а дейін гидролизденеді. Бұ л кезде еІҒ -3 жә не, еІҒ -2 рибосоманы тастап шығ ып кетеді.

Сонымен, белсенді біртұ тас рибосоманың жинақ талуы, яғ ни инициаторлық кешеннің тү зелуі, бір макроэнергиялық байланыстың ү зілуі арқ ылы жү реді. (ГТФ → ГДФ). Осы кезде бө лінетін энергия ү дерістің қ ажетті бағ ытта жү руі ү шін термодинамикалық стимул болып табылады.

еІҒ -1 факторы еІҒ -2-ге кезекті ГТФ пен Мет-т-РНҚ _я^меІ жалғ ау арқ ылы оның жаң адан зарядталуына мү мкіндік береді.

Инициациядан кейін трансляцияның негізгі кезең і — элонгация пептидтік тізбектің ұ заруы) басталады. Ол қ айталанып отыратын циклдық сипатқ а ие, яғ ни ә рбір кезекті аминқ ышқ ылының полипептид тізбегіне қ осылуы қ айталанып отыратын ұ қ сас қ ұ былыстардан тұ рады.

Элонгация циклдары 3 сатыдан тұ рады.

а) аа-т-РНҚ байланысуы. циклдың алғ ашқ ы сатысында рибосоманың бос А-орталығ ы а-РНҚ кодонына комплимен-тарлы антикодоны бар кезекті аа-т-РНҚ -мен байланысады. Жалпы алғ анда бұ л, иницсиаторлық аа-т-РНҚ -ның П-орталық пен байланысуы сияқ ты жү реді, яғ ни ГТФ молекуласы жә не 2 элонгация факторы (ақ уыз) -ЕҒ -1_и, ЕҒ -1_S пайдаланылады. ЕҒ -1_и факторы ГТФ-пен жә не рибосомағ а енген кезекті аа-т РНҚ -мен қ осылып кешен пайда етеді. Егер осы аа-т-РНҚ -ның антикодоны А-орталық тағ ы а-РНҚ -ның кодонына комплиментарлы болмаса, кешен бү л жерде тұ рақ тамай, диффузия жолымен рибосоманы тастап шығ ады.

Ал егер, антикодон а-РНҚ кодонымен комплиментарлы болатын болса кешен ыдырап, оның аа-т-РНҚ -сы А-орталық пен байланысады. ГТФ ГДФ-ке дейін гидролизде-неді, ал соң ғ ысы ЕҒ -1_и факторымен бірге босанып шығ ады да, ә рі қ арай рибосомадан тыс ЕҒ -1 S -пен бірге ГДФ-ның ГТФ-ғ а айналуына қ атынасады жә не аа-т-РНҚ -ның кезекті молекуласымен байланысады.

б) Пептиттік байланыстың тү зілуі. Циклдың алғ ашқ ы сатысынан кейін рибосоманың П-орталығ ында пептидил-т-РНҚ, А-орталығ ында аа-т-РНҚ орналасқ ан. Олардың акцепторлық ұ штары жә не аминқ ышқ ылдар қ алдық тары ПТФ-орталық та болады. Соң ғ ысы, яғ ни ПТФ орталық пептидил-трансферазалық реакцияны қ алыптастырады, яң ни екі аминқ ышқ ылдар арасында пептидтік байланысты қ алыптастырады. ПТФ реакциясы нә тижесінде пептидил 1 аминқ ышқ ылына ұ зарады.

в) Транслокация. Циклдың 3-ші сатысында а-РНҚ жаң адан тү зілген пептидил-т-РНҚ -мен бірге бір кодонғ а солғ а қ арай жылжиды. Осының нә тижесінде П-орталық тағ ы аминқ ышқ ылы рибосомадан шығ ып кетсе, А-орталық тағ ы пептидил-т-РНҚ П-орталық қ а ө теді, А-орталық та а-РНҚ -ның келесі кодоны болады жә не кезекті аа-т РНҚ -мен комплиментарлы байланысуғ а дайын.

Транслокация сатысына ГТФ жә не транслоказа деп аталатын элонгация факторы (ЕҒ -2) қ атынасады.

Осымен элонгацияның бір циклы аяқ талып, келесі циклы басталады. Пептидтік тізбектің бір аминқ ышқ ылына ұ заруы ү шін 2 ГТФ молекуласының энергиясы жұ мсалады.

Трансляцияның аяқ талуы туралы сигнал рибосоманың А—орталығ ына 3 «мағ ынасыз» кодонның кез-келгенінің —УАА, УАГ не УГА орналасуы болып табылады.

Бұ л кодонды аа-т-РНК, емес, терминацияның ақ уыздық факторлары (еRҒ ) таниды. Мұ ндай факторлардың екеуі белгілі, олардың бірі-УАА, УАГ-кодон-дарын таныса, екіншісі - УАА жә не УГА кодондарын таниды. еRК факторлары «ө здерінің » кодондарын танып пептидил трансферазалық (ПТФ) орталық тың гидролазалық белсенділігін стимулдайды. Осығ ан сә й УУА-терминациялық кодон; еRҒ -терминация факторы; ГА-гидролазалық белсенділік; И-инициаторлық аминқ ышқ ылы (метионин)

Осыдан кейін пептидтік тізбек, т-РНҚ жә не а-РНҚ диссоциацияланып рибосоманы тастап шығ ады, ал рибосома екі бө лшекке ыдырайды да жаң а полипептидті синтездеуге дайындалады.

кес т-РНҚ мен пептид арасындағ ы байланыс гидролизденеді

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 101112 13 14 15 Следующая ⇒