Транскрипция – синтез РНК по матрице ДНК

Все типы РНК транскрибируются с ДНК

Рибонклеозидтрифосфаты – субстраты для синтеза РНК

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ А Г Ц У Нуклеозидтрифосфаты

Принципы транскрипции 2. Комплементарность 3. Антипараллельность 5. Асимметричность 4. Униполярность 1. Матричный принцип

ТРАНСКРИПЦИЯ 5΄ CGATGCAT 3΄ Нематричная цепь, кодирующая или смысловая ДНК 3΄ GCTACGTA 5΄ Матричная цепь, некодирующая или не смысловая m PHK 5΄CGAUGCAU 3΄

РНК транскрибируется комплементарно и антипараллельно с одной из цепей ДНК

Эксперимент, доказывающий, что транскрипция идет с одной цепи ДНК

Разные гены могут транскрибироваться с одной и другой цепи ДНК

Транскрипция у прокариот

РНК-полимераза E.coli Белок с четвертичной структурой Holo-фермент (полный) состоит из 5 субъединиц –ααββγ. Без γ – это core-фермент. γ узнает расплавленные области промотора. Holo-фермент связывается с промотором и начинает транскрипцию после этого γ уходит и далее элонгацию осуществляет core-фермент

В β субъединице находятся 2 каталитических центра, один отвечает за инициацию, а другой за элонгацию. Один работает в Holo-ферменте а другой – в core- ферменте

Бактериальная РНК-полимераза

Единица транскрипции у прокариот Оперон Промотор Оператор Цистрон 1 Терминатор Цистрон n Цистрон 1 Цистрон – ген, кодирующий один полипептид или одну молекулу РНК ДНК 3'5'5'

ПОТ 5'5' Промотор Начало транскрипции пар нуклеотидов РНК-полимераза ТТГАЦА ТАТААТ

ПОТ 3'5'5' Репрессор Оператор

Терминация ПОТ 3'5'5' не гни папин ген

Теория оперона Ф. Жакоб и Ж. Мано 1961 год Оперон – это группа генов, функции которых тесно связаны в метаболизме. Оперон весь либо активен, либо не активен. Если оперон активен, с него транскрибируется полицистронная мРНК, служащая матрицей для синтеза всех белков оперона.

Промотор – РНК-полимераза узнает в промоторе два АТ-богатых расплавленных участка, центры их -10 и -35 п. н., а между ними п. н. (если меньше или больше, РНК- полимераза не узнает промотор)

Этапы транскрипции 1. Узнавание и прочное связывание РНК-полимеразы с промотором Если оператор свободен, то в β субъединице оказывается первый нуклеотид оперона и при этом плавится один виток двойной спирали ДНК – 10 п.н.Образуется транскр глазок 3. Инициация – образование фосфодиэфирной связи между 1 и 2 нуклеотидом. Первый всегда пурин трифосфат. σ покидает фермент

4. Элонгация – наращивание цепи РНК Core фермент покрывает 40 п. н. при этом плавления спирали не происходит, но зато В-форма ДНК превращается в А-форму с пустотой внутри 0,5 нм, что облегчает транскрипцию. Водородные связи разрываются на участке не более 6 п. н. 5. Терминация

Lac-оперон Если в среде глюкозу заменить лактозой, то через некоторое время E. coli начинают синтезировать 3 фермента, обеспечивающих метаболизм лактозы. В отсутствие лактозы репрессор ( аконитаза) связан с оператором, перекрывающим промотор, и транскрипция не идет. При появлении лактозы, она связывается с репрессором, оператор освобождается и начинается транскрипция оперона

Триптофановый и гистидиновый опероны В присутствии солей аммония как источника азота E. coli синтезирует все АМК. При добавлении в среду Три или Гис перестает синтезировать именно эти АМК. Это связано со структурой компрессора, который не имеет сродства к оператору, но приобретает его после присоединения АМК и тогда он присоединяется к оператору и запрещает транскрипцию

Оперон – единица транскрипции у прокариот, с него считывается 1 молекула РНК Промотор – в начале оперона, в конце – терминатор, а между ними Цистроны-последовательность ДНК, кодирующая 1 полипептид или 2 РНК Промотор – площадка для посадки РНК-полимеразы Терминатор- сигнал к окончанию Транскрипции

Оператор- регуляторный участок оперона. С ним связывается белок- репрессор и останавливает транскрипцию

Готовность к транскрипции Ремоделирование нуклеосом strip, split,flip? 1. Деконденсация доменов 2. Гиперацетилирование гистонов и появление чувствительности к ДНК-азе I 3. Уменьшение или распад нуклеосом 4. Превращение нуклеосом в гексасомы Территория хромосомы – неактивные гены внутри, а активные по периферии

Бактериальный промотор

Мотивы бактериальных промоторов

Инициация ~ ~ А Г ФФФ У ФФФ ~ ~ Г

Элонгация – последовательное наращивание цепи РНК. При этом необходим разрыв водородных связей. В это время работает core-фермент. Он сначала переводит В форму в А, в которой есть внутренняя пустота, облегчающая элонгацию, разрыв водородных связей происходит на очень небольшом участке – 6 п.н.

Терминация- в терминаторе имеются Г-Ц богатые участки – палиндромы.Дойдя до палиндрома, РНК-полимераза не останавливается, а считывает его. После этого копия палиндрома в РНК складывается в шпильку а фермент сваливается с ДНК

Транскрипционная единица эукариот

Инициация транскрипции у эукариот

Разнообразие РНК-полимераз в эукариотических клетках

Структура эукариотического промотора

Терминация транскрипции

Грибы, Amanita, содержащие яд Аманитин, останавливающий Транскрипцию РНК-полимераза II –очень чувствительна, III – менее, I - нечувствительна