Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.5: Обробка РНК

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4244

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Поки що ми розглянули механізм, за допомогою якого інформація в генах (ДНК) транскрибується в РНК. Нещодавно зроблена РНК, також відома як первинна розшифровка (продукт транскрипції відомий як стенограма) додатково обробляється, перш ніж вона стане функціональною. І прокаріоти, і еукаріоти обробляють свої рибосомальні і переносять РНК.

    Малюнок 5.5.1: Зрощування РНК

    Однак основна різниця в обробці РНК між прокаріотами та еукаріотами полягає в обробці месенджерних РНК. Ми зосередимося на обробці МРНК в цій дискусії. Ви згадаєте, що в бактеріальних клітинам мРНК перекладається безпосередньо, коли вона відходить від шаблону ДНК. У клітинах-еукаріотів синтез РНК, який відбувається в ядрі, відокремлюється від механізму синтезу білка, який знаходиться в цитоплазмі. Крім того, еукаріотичні гени мають інтрони, некодуючі області, які переривають послідовність кодування гена. Таким чином, мРНК, скопійована з генів, що містять інтрони, також матиме області, які переривають інформацію в гені. Ці регіони повинні бути видалені до того, як мРНК буде відправлена з ядра, щоб використовуватися для безпосереднього синтезу білка. Процес видалення інтронів і повторного приєднання кодуючих секцій або екзонів мРНК називається зрощенням. Після того, як мРНК була закрита, зрощена і додала хвостик PolyA, вона відправляється з ядра в цитоплазму для трансляції.

    Початковий продукт транскрипції гена, що кодує білка, називається пре-МРНК (або первинна розшифровка). Після того, як він був оброблений і готовий до експорту з ядра, його називають зрілою мРНК або обробленою мРНК.

    Малюнок 5.5.2: Етапи обробки еукаротичних РНК месенджера

    Які етапи обробки РНК месенджера?
    У клітинах-еукаріотів пре-МРНК проходять три основні етапи обробки:

    • Закріплення на кінці 5'
    • Додавання хвоста PolYA в кінці 3'. і
    • Зрощування для видалення інтронів

    На етапі закупорювання обробки мРНК 7-метилгуанозин (показано ліворуч) додається на 5' кінці мРНК. Ковпачок захищає 5' кінець мРНК від деградації нуклеазами, а також допомагає правильно розташувати мРНК на рибосомах під час синтезу білка.

    Малюнок 5.5.3: Структура закупорювання мРНК

    3' кінець еукаріотичної мРНК спочатку обрізається, потім фермент під назвою PolYA полімераза додає «хвіст» близько 200 'A' нуклеотидів до кінця 3'. Є дані про те, що хвіст PolYA відіграє певну роль у ефективному трансляції мРНК, а також у стабільності мРНК. Капелюшок і хвіст PolYA на мРНК також є свідченням того, що мРНК повна (тобто не дефектна). Інтрони видаляються з пре-МРНК активністю комплексу, званого спліцеосомою. Спліцеосома складається з білків і малих РНК, які пов'язані з утворенням білково-РНК ферментів, які називаються малими ядерними рибонуклеопротеїнами або SNRNP (виражені SNURPS). Машини для зрощування повинні вміти розпізнавати з'єднання зрощування (тобто кінець кожного екзону та початок наступного), щоб правильно вирізати інтрони та приєднатися до екзонів, щоб зробити зрілу, зрощену мРНК.

    Які сигнали вказують на те, де починається і закінчується інтрон? Базова послідовність на початку (5' або лівий кінець, також називається донорським сайтом) інтрона є GU, тоді як послідовність на 3' або правому кінці (він же акцепторний сайт) - AG. Існує також третя важлива послідовність всередині інтрона, яка називається точкою гілки, яка важлива для зрощування.

    Малюнок 5.5.4: Зрощування

    Існує два основних етапи зрощування:

    • На першому кроці попередньо МРНК вирізається на місці сплайсингу 5' (з'єднання екзону 5' та інтрона). 5' кінець інтрона потім приєднується до точки гілки всередині інтрона. Це генерує молекулу у формі ларіату, характерну для процесу зрощування
    • На другому кроці 3' місце зрощування вирізається, і два екзони з'єднуються разом, і інтрон звільняється.

    Багато попередньо МРНК мають велику кількість екзонів, які можуть бути з'єднані між собою в різних комбінаціях для генерації різних зрілих мРНК. Це називається альтернативним сплайсингом і дозволяє виробляти багато різних білків, використовуючи відносно мало генів, оскільки одна РНК може, поєднуючи різні екзони під час сплайсингу, створювати багато різних повідомлень про кодування білка. Через альтернативне сплайсинг кожен ген в нашій ДНК породжує, в середньому, до трьох різних білків. Після того, як повідомлення про кодування білка були оброблені шляхом закупорювання, сплайсингу та додавання хвоста полі А, вони транспортуються з ядра для перекладу в цитоплазму.

    Малюнок 5.5.5: Сплайсинг і білка різноманітність

    Дописувачі