Головна |
У прокаріотів вона здійснюється в два етапи: транскрипція і трансляція. У еукаріот є ще стадія процесингу.
Експресія генів полягає в синтезі на молекулі ДНК молекули і-РНК, комлементарной їй (або транскрипції - переписування, зчитування біологічної інформації) і подальше її використання для синтезу білка. Одиницею транскрипції в ДНК є транскріптон, що перевищує за розмірами структурні гени. Транскріптон в клітинах еукаріот складається з неінформативної (акцепторной) та інформативною зони. Неінформативна зона починається геном-промотором (ділянка з 80 нуклеотидів), до якого приєднується фермент РНК-полімераза, що каталізує процес зчитування. У прокаріотів один вид РНК-полімерази, у еукаріот три.
За геном промотором знаходяться гени-оператори, які пов'язують регуляторні білки (білки, що включають і припиняють транскрипцію).
Інформативна зона складається з структурних генів, розташованих за генами операторами. Структурні гени еукаріот розділені спейсерами - ділянками ДНК, що не несуть інформації.
Крім того, в складі самих структурних генів є інформаційні ділянки - екзонів і неінформаційних - інтрони. У пркаріот спейсеров, екзонів і інтронів немає.
У кожній фазі життєвого циклу в клітині транскрибується лише 10% структурних генів, а решта гени не активні, але частина з них може включатися в інших фазах життєвого циклу.
В результаті транскрипції у прокаріот відразу утворюється м-РНК (зріла РНК) і відразу ж починається процес трансляції.
У еукаріот транскрибується велика молекула і-РНК, яка містить всі неінформативні ділянки. Вона називається РНК-попередниця або пре-РНК. Тому за транскрипцією настає процесинг, в результаті, якого руйнуються всі неінформативні ділянки: акцепторная зона, спейсери і інтрони, а що залишилися Екзони зшиваються (сплайсинг).
На етапі процесингу до початкового відрізку утворилася РНК приєднується послідовність нуклеотидів, звана ковпачком, до кінцевого - послідовність залишків аденіну - полі- A.
У процессинге відбувається модифікація нуклеотидів в РНК, наприклад, їх метилювання, гідрування.
І тільки після цих перетворень утворюється зріла м-РНК, яка починається вступної послідовністю, званої лідером, і закінчується кінцевий послідовністю - трейлером. Лідер - вступна послідовність нуклеотидів, комплементарная послідовності в молекулі р-РНК малої субодиниці рибосом, яка забезпечує прикріплення і-РНК до малої субодиниці. Трейлер включає нонсенс-кодон і полі-А послідовність.
Кодовою елементом м-РНК є триплет нуклеотидів, званий кодоном. Кожному кодону відповідає певна амінокислота.
Первинною структурою РНК є, як і в ДНК, лінійна ланцюг полинуклеотидов, в якій мононуклеотиди з'єднані 3 ', 5'-фосфоефірную зв'язками.
Вторинна структура РНК - вигнута ланцюг, а третинна являє собою нитку, намотану на котушку, роль котушки грає особливий транспортний білок - інформатор.
Утвориться м-РНК йде в цитоплазму до місця синтезу поліпептиду (білка), тобто до рибосом.
На рибосомах здійснюється процес трансляції. Трансляція - це механізм, за допомогою якого послідовність нуклеотидів в молекулах м-РНК переводиться в специфічну послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюзі.
Трансляція складається з трьох стадій:
1. Ініціація - початок синтезу поліпептиду.
2. Елонгація - подовження поліпептиду.
3. Терминация - закінчення синтезу поліпептиду.
На етапі ініціації менша субодиниця рибосоми дізнається стартовий кодон АУГ м-РНК і прикріплюється до неї. АУГ займає першу позицію. Після цього приєднується велика субодиниця рибосоми і в ній починається власне синтез білка. До великої субодиниці підходить т-РНК з амінокислотою.
У молекулі т-РНК одна її частина приєднує амінокислоту, а інша - антикодон, злучається з колоном м-РНК, що визначає цю амінокислоту.
У великій субодиниці є:
1 - аміноацільний ділянку
2 - пептідільний ділянку
У т-РНК, антикодон якої комплементарний кодону АУГ
м-РНК приносить амінокислоту метіанін і зупиняється в аміноацільном ділянці. Стадія ініціації контролюється факторами ініціації. У прокаріотів їх 3, у еукаріот 6-7.
Друга стадія - елонгації починається з переміщення т-РНК з метіанін в пептідільний ділянку, а на її місце приходить інша т-РНК з новою амінокислотою. Між двома амінокислотами утворюється пептидний зв'язок. Тим часом рибосома просувається уздовж м-РНК, на рибосомі виявляється новий кодон, до якого незабаром приєднується своїм антикодоном відповідна т-РНК.
Все це повторюється багаторазово, до тих пір, поки рибосома НЕ
дійде до одного з термінальних кодонів (УАА, УАГ, УГА).
Цим кодонам немає антикодону, немає амінокислоти. Настає фаза термінації. До однієї молекулі м-РНК прикріплюється зазвичай багато
рибосом і утворюються полісоми.
У процесі трансляції поряд з факторами ініціації і елонгації важливе значення має фермент, що зв'язує т-РНК з аміноацільним ділянкою - аміноацил т-РНКаза.
паразитизм | походження паразитизму | Взаємодії паразита і господаря | поширення паразитизму | Ді-і полігібридне схрещування. Третій закон Менделя | визначення статі | Успадкування ознак, зчеплених зі статтю і обмежених підлогою | Зчеплення генів. Досліди і правило Моргана | Основні положення хромосомної теорії спадковості | Етапи розвитку молекулярної генетики |