Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

15.3: Еукаріотична транскрипція

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    8200

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

    Прокаріоти та еукаріоти виконують принципово однаковий процес транскрипції, з кількома ключовими відмінностями. Найважливішою відмінністю між прокаріотами і еукаріотами є мембранозв'язане ядро останнього і органели. З генами, укладеними в ядро, еукаріотична клітина повинна мати можливість транспортувати свою мРНК до цитоплазми і повинна захищати свою мРНК від деградації перед її перекладом. Еукаріоти також використовують три різні полімерази, які кожен транскрибує різну підмножину генів.

    Ініціація

    Промоутери еукаріотів, які нас найбільше цікавлять, схожі на промоутери прокаріотів тим, що вони містять коробку TATA (рис.\(\PageIndex{1}\)). Однак ініціація транскрипції у еукаріотів набагато складніше порівняно з прокаріотами. На відміну від прокаріотичної РНК-полімерази, яка може самостійно зв'язуватися з шаблоном ДНК, еукаріоти вимагають кількох інших білків, званих факторами транскрипції, спочатку зв'язуватися з областю промотора, а потім допомогти набрати відповідну полімеразу.

     
    Ілюстрація показує низку факторів транскрипції, що зв'язуються з промотором, який знаходиться вище за течією гена. Після того, як всі фактори транскрипції пов'язані, РНК-полімераза зв'язується також.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Узагальнена структура еукаріотичного промотора та транскрипційних факторів.

    Крім того, у еукаріотів є три різні РНК-полімерази, кожна з яких складається з 10 субодиниць і більше. Кожна еукаріотична РНК-полімераза також вимагає чіткого набору факторів транскрипції, щоб привести його до шаблону ДНК.

    РНК-полімераза I розташована в ядерці, спеціалізованій ядерній субструктурі, в якій рибосомальна РНК (рРНК) транскрибується, переробляється і збирається в рибосоми. Молекули рРНК вважаються структурними РНК, оскільки вони відіграють клітинну роль, але не перетворюються на білок. РРНК є складовими рибосоми і є важливими для процесу перекладу. РНК-полімераза I синтезує більшість РРНК.

    РНК-полімераза II розташована в ядрі і синтезує всі кодуючі білок ядерні пре-МРНК. Еукаріотичні пре-МРНК проходять велику обробку після транскрипції, але перед перекладом. Для наочності термін «мРНК» буде використовуватися лише для опису зрілих, оброблених молекул, які готові до перекладу. РНК-полімераза II відповідає за транскрибування переважної більшості генів еукаріотів.

    РНК-полімераза III також розташована в ядрі. Ця полімераза транскрибує різноманітні структурні РНК, включаючи трансферні пре-РНК (пре-ТРНК) та невеликі ядерні пре-РНК. ТРНК відіграють вирішальну роль у трансляції; вони служать молекулами адаптера між шаблоном мРНК та зростаючим поліпептидним ланцюгом. Малі ядерні РНК мають різноманітні функції, включаючи «зрощування» попередніх МРНК та регулюючі фактори транскрипції.

    Кожен з типів РНК-полімерази розпізнає різну послідовність промоторів і вимагає різних факторів транскрипції.

    Подовження

    Після формування комплексу преініціації полімераза звільняється від інших факторів транскрипції, і подовження дозволяється продовжувати, як це відбувається у прокаріотів з РНК-полімеразою, що синтезує попередньо МРНК у напрямку від 5 ′ до 3 ′. Як обговорювалося раніше, РНК-полімераза II транскрибує основну частку генів еукаріотів, тому цей розділ буде зосереджений на тому, як ця полімераза досягає подовження та припинення.

    Хоча ферментативний процес подовження по суті однаковий у еукаріотів і прокаріотів, шаблон ДНК більш складний. Коли еукаріотичні клітини не діляться, їх гени існують у вигляді дифузної маси ДНК та білків, званих хроматином. ДНК щільно упакована навколо заряджених гістонових білків через повторювані проміжки часу. Ці комплекси ДНК-гістону, які спільно називаються нуклеосомами, регулярно рознесені і включають 146 нуклеотидів ДНК, намотані навколо восьми гістонів, як нитка навколо котушки.

    Щоб синтез РНК відбувся, механізм транскрипції повинен переміщати гістони з шляху кожного разу, коли він стикається з нуклеосомою. Це досягається спеціальним білковим комплексом під назвою FACT, який розшифровується як «полегшує транскрипцію хроматину». Цей комплекс відтягує гістони від шаблону ДНК, коли полімераза рухається вздовж нього. Після синтезу попередньо МРНК комплекс ФАКТ замінює гістони для відтворення нуклеосом.

    Припинення

    Припинення транскрипції різне для різних полімераз. На відміну від прокаріотів, подовження РНК-полімеразою II у еукаріотів відбувається 1,000—2000 нуклеотидів за межами кінця транскрибуваного гена. Цей хвіст перед МРНК видаляється під час обробки мРНК. РНК-полімерази I і III вимагають припинення сигналів. Гени, транскрибовані РНК-полімеразою I, містять специфічну 18-нуклеотидну послідовність, яка розпізнається за закінченням білка. Процес припинення в РНК-полімеразі III включає в себе шевелюру мРНК, яка викликає вивільнення мРНК.

    Посилання

    Якщо не зазначено інше, зображення на цій сторінці ліцензуються відповідно до CC-BY 4.0 OpenStax.

    OpenStax, Біологія. OpenStax CNX. 21 грудня 2017 року. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10... -Транскрипція