- •Глава 11. Обмен липидов
- •11.1. Переваривание липидов
- •11.2. Метаболизм глицерина
- •11.3. Метаболизм жирных кислот
- •11.4. Биосинтез жиров
- •11.5. Регуляция обмена липидов
- •Глава 12. Обмен нуклеиновых кислот
- •12.1. Пути распада рнк и днк
- •12.2. Распад пуриновых и пиримидиновых оснований
- •12.3. Биосинтез нуклеотидов
- •Биосинтез пурииовых нуклеотидов
- •Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов
- •Биосинтез дезоксирибонуклеотидов
- •12.4. Биосинтез нуклеиновых кислот
- •Биосинтез днк (репликация)
- •Биосинтез рнк (транскрипция)
- •Безматричный синтез рнк
- •12.5. Путь информации от генотипа к фенотипу
- •Глава 13. Обмен белков
- •13.1. Понятие об обмене белков
- •13.2. Переваривание белков пищи и распад белков тканей Переваривание белков
- •Распад белков в тканях
- •13.3. Метаболизм аминокислот
- •Трансаминирование аминокислот
- •Дезамииирование аминокислот
- •Превращение углеродных скелетов аминокислот. Реакции декарбоксилирования
- •13.4. Удаление аммиака из организма. Орнитиновый цикл
- •13.5. Синтез аминокислот
- •13.6. Биосинтез белков (трансляция)
Биосинтез рнк (транскрипция)
Синтез РНК можно представить схемой:
ДНК-матрица
кАТФ + IУТФ + т ГТФ + п ЦТФ РНК + (к+I+т+п)Н4Р2О7
Субстратами реакции служат трифосфаты рибонуклеозидов, синтез РНК требует энергетических затрат. Реакция идет только в присутствии ДНК, одна из цепей которой служит матрицей. Все синтезированные молекулы РНК имеют структуру, комплементарную матрице. Поскольку РНК являются одноцепочечными молекулами, то стехиометрические коэффициенты для всех четырех субстратов различны. Транскрипция катализируется ферментом РНК-полимеразой. Сущность действия его заключается в следующем. Фермент присоединяется к матрице на определенном участке, называемом промоторным. В результате этого происходит локальное расхождение нуклеотидных цепей ДНК в данном участке; одна из цепей служит матрицей.
Биосинтез молекулы РНК осуществляется в результате перемещения РНК-полимеразы вдоль ДНК и происходит путем присоединения очередного рибонуклеотида, комплементарного тому дезоксирибонуклеотиду ДНК, который в данный момент находится в области активного центра РНК-полимеразы. В участке ДНК, где заканчивается ген, имеется последовательность нуклеотидов (терминирующий кодон), достигнув которого РНК-полимераза и синтезированная РНК отделяются от ДНК. Таким образом получаются молекулы РНК, каждая из которых содержит информацию одного гена. Синтез РНК идет в направлении 5'→3´, и РНК имеет противоположную ДНК полярность цепи. По мере освобождения промоторного участка к нему могут присоединяться новые молекулы РНК-полимеразы, так что ген может транскрибироваться одновременно большим количеством молекул фермента. Все образующиеся молекулы РНК, синтезируемые на одной и той же матрице, комплементарны этой матрице и идентичны друг другу.
Все типы РНК (рРНК, тРНК, мРНК) синтезируются сходным образом. Поэтому для любой молекулы РНК, имеющейся в организме, можно найти участок ДНК, которому она комплементарна. Все типы РНК участвуют в биосинтезе белков, но их функции в этом процессе различны (см. табл. 5). Роль матрицы, определяющей первичную структуру белков, выполняют матричные РНК (мРНК).
Любопытно, что в ДНК эукариот (организмы, клетки которых содержат ядро, в том числе и человека) имеется большое количество нетранскрибируемых участков: на их долю приходится более половины всей ДНК; их роль в организме пока неизвестна.
В результате транскрипции образуются предшественники тРНК, рРНК и мРНК, затем в ядре происходит их доработка (созревание, процессинг), и получаются функционально активные РНК. Предшественники обычно имеют избыточные участки по концам нуклеотидной цепи, которые при созревании отщепляются специфическими РНК-азами.
Созревание мРНК имеет ряд особенностей. Оказалось, что ген (представленный ДНК) имеет мозаичную структуру, содержащую наряду с кодирующими участками (экзоны) участки, не несущие структурной информации (интроны). При транскрипции образуется РНК, которая содержит участки, комплементарные как экзонам, так и интронам. Далее этот первичный транскрипт в ходе созревания удаляет фрагменты, соответствующие интронам, а структурные части, соответствующие экзонам, соединяются (сплайсинг) и образуется мРНК.