Метаболизм нуклеиновых кислот

Метаболизм нуклеиновых кислот 1. 2. Синтез нуклеиновых кислот. Синтез РНК ­ транскрипция. Регуляция транскрипции. Теория Оперона. Транскрипция.  Механизм синтеза РНК (). Транскрипция — биосинтез молекул РНК на матрице ДНК, локализован в ядре клетки, идет постоянно, неависимо от цикла клетки. Субстратами и источниками энергии для биосинтеза РНК являются: АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ. Ферментом транскрипции является РНК­полимераза ДНК­зависимая. Кофакторами являются Mg2+. Этапы транскрипции: инициация, элонгация, терминация. Транскрипция   осуществляется   по   правилу   комплементарности   в направлении 5' → 3' со скоростью 40­50 нуклеотидов в 1 сек. Созревание   РНК   (процессинг)   происходит   в   ядре   вне   матрицы   под действием РНК­аз, затем зрелая РНК выходит из ядра с помощью транслоказ. ДНК, Молекула хранящая генетическую информацию, непосредственного   участия   в   синтезе   белка   не   принимает,   но   с   нее   по   мере необходимости считывается информация, то есть специфические участки ДНК копируются   (транскрибируются)   в   виде   РНК   с   последующей   трансляцией   в 1полипептидную   цепь   белка.   Транскрипция,   как   и   репликация   ДНК,   ­ эндоэргический процесс, сопряженный с использованием нуклеозидтрифосфатов в качестве субстратов и источников энергии.  Участок   на   котором   осуществляется   синтез   РНК   называется транскриптоном. Транскрипция   ДНК   с   образованием   мРНК.  РНК­полимераза катализирует синтез всех типов РНК. Особенностью действия этого фермента является то, что он предварительно «узнает» ту часть ДНК, которую необходимо транскрибировать, и присоединяется к ней.  Участок, →   с   которым   связывается   РНК­полимераза,   называется промотором. Последовательность   оснований  по  ходу  цепи  ДНК ниже  сайта промотора с направлением 3’   5’ используется в качестве матрицы для синтеза РНК. Другая цепь остается нетранскрибируемой.  РНК­полимераза вместе с растущей цепью РНК перемещается по матрице, пока   не   достигнет   терминирующего   кодона.   В   эукариотической   ДНК информация, необходимая для синтеза белка хранится на участках ­  экзонах, разделенных  интронами  ­   участками,   не   содержащими   генетической информации (некодирующие участки).  При   транскрипции   гена   сначала   образуется  первичный   транскрипт, который затем подвергается «доработке» ­ процессингу.  Созревание м­РНК (процессинг) включает 3 этапа : «Кэпирование» ­ надевание шапочки. 2Полиаденилирование. Наращивание полиаденилатного хвоста  с 3/ конца молекулы РНК. 5/      Сар – А­А­ У­Ц­Ц­Г­   А­А­А­А­А­…….3/  Сплайсинг  ­  вырезание копий интронов из про­mРНК и сшивание копий экзонов с образованием mРНК На долю интронов приходится в 5­7 раз больше нуклеотидных пар, чем на  долю экзонов. Количество экзонов в гене больше, чем интронов. Копии интронов гидролизуются до нуклеотидов.  При сшивании копий экзонов соблюдается порядок их расположения в  гене, но могут быть выброшены некоторые из них.  3Транскрипция рибосомальных р­РНК. Вначале образуется про­рРНК, которая метилируется и процессируется  (т.е. "созревает").  Количество rРНК регулируется количеством рибосомных оперонов,  скоростью их транскрипции и работой ферментов метилаз и эндонуклеаз. Регуляция   транскрипции.  Теория  Оперона.  Оперон   —   участок   ДНК, кодирующий   строение   одного   вида   белков,   содержащий   регуляторную   зону, контролирующую синтез этих белков. Регуляция транскрипции м­РНК включает индукцию и репрессию генов. Оперон   состоит   из   гена­регулятора,   гена­промотора,   гена­оператора, структурных генов. Индукция — «включение» процесса транскрипции. Трансляция возможна, если   ген­оператор   не   связан   с   белком­регулятором.   В   этом   случае   РНК­ полимераза   присоединяется   к   гену­промотору   и   начинает   синтез   РНК, комплементарной структурным генам (м­РНК). Репрессия  — «выключение»   транскрипции,  когда   ген­оператор   связан   с белком­регулятором и РНК­полимераза не имеет возможности присоединиться к гену­промотору. Сродство   белка­регулятора   к   гену­оператору   может   меняться   при взаимодействии его с эффекторами. Индукторами транскрипции служат субстраты метаболических путей,  репрессорами, как правило, являются конечные продукты метаболических путей. Роль индукторов и репрессоров могут играть гормоны. В   норме   содержание   общих   НК   в   сыворотке   крови   взрослого   человека составляет 80—100 мкг/мл. Увеличение концентрации НК в сыворотке крови свидетельствует об усилении процессов катаболизма в клетках органов и тканей. 45