Процесс созревания РНК кроме кэпирования, полиаденилирования и сплайсинга может включать еще ряд модификаций первичной структуры, называемых редактированием РНК (эдитинг). К этим реакциям относятся модификации азотистых оснований (дезаминирование, метилирование, и др.), в результате которых образуются необычные для РНК основания (инозин, тимин, дегидроурацил).
К редактированию относятся вставки и делеции нуклеотидов внутрь цепи РНК. В результате трансляции таких «отредактированных» РНК в клетке могут синтезироваться белки, аминокислотная последовательность которых будет не вполне соответствовать нуклеотидной последовательности ДНК матрицы (гена).
Взаимодействие мяРНК и мяРНП с концами интрона придает ему петлеобразную структуру. При этом сближаются концы экзонов, на 5׳- и 3׳-сайтах сплайсинга. Сближение экзонов создает условия для реакций трансэтерификации. В результате в интроне образуется структура типа «лассо» и он выщепляется с соединением экзонов.
Сплайсинг: три типа реакций трансэтерификации
Все реакции, включающие два этапа сплайсинга и реакции циклизации могут быть разделены на три группы: а) трансэтерификацию гуанозина за
которым следуют 2 или 3 пиримидина; б) трансэтерификацию
олигопиримидинов (таких как 5'- экзон, заканчивающийся последовательностью CUCUCU-OH), происходящую на фосфатах, следующих за 3'- концевым
гуанозином интрона;
Регуляция у эукариот
1)Регуляция генной активности у эукариот намного сложнее, чем у бактерий. У эукариот она происходит не только на уровне клетки.
Существуют системы регуляции организма как
целого. Огромную роль в регуляции играют гормоны, но регулируют они процессы синтеза белков лишь в клетках-мишенях.
Гормоны связываются с белками-рецепторами,
расположенными в мембранах таких клеток и включают системы изменения структуры клеточных белков в печени.
Гормоны могут влиять как на процессы транскрипции, так и процессы трансляции.
Каждый гормон через систему посредников активирует свою группу генов.
Так адреналин включает синтез ферментов, расщепляющих гликоген мышц до глюкозы, а инсулин влияет на образование гликогена из глюкозы в печени
Различают экспрессию гена:
1) конститутивную – происходящую в
клетке независимо от внешних обстоятельств. Сюда относят экспрессию генов, определяющих синтез макромолекул, необходимых для жизнедеятельности всех
клеток, и спец. генов (тканеспецифичная
экспрессия гена), характерных для конкретного вида клет
2) Индуцибельная экспрессия гена
определяется действием каких-либо агентов - индукторов. Ими м. б. гормоны, ростовые вещества и вещества, определяющие дифференцировку клеток (напр., ретиноевая кислота). Индукция может происходить:
на определенной стадии развития организма,
в определенной ткани;
время и место индукции регулируются геномом.
Изменения в экспрессии гена носят необратимый характер, по крайней мере в нормальных клетках. У раковых и трансформированных клеток эта закономерность может нарушаться.
В роли индукторов м. б. также и факторы внешней
среды, например изменение температуры, питательные вещества. После прекращения действия индуктора первоначальная картина экспрессии гена восстанавливается (временная экспрессия гена).
Большое значение экспрессия гена имеет в оптимизации синтеза белков методами генетич. инженерии.
В качестве продуцента используют бактерии, дрожжи, растительные и животные клетки и даже живые организмы, такие организмы называют
трансгенными.
Искусственные гены конструируются таким образом, чтобы получить максимальное количество желаемого продукта с минимальными затратами, т.е. чтобы достичь максимально высокого уровня экспрессии активного белка.
Для сильной экспрессии в искусств, гене используют "сильные" регуляторные последовательности генов, обеспечивающие наибольшую продукцию белка.
Часто эти последовательности ДНК имеют вирусное происхождение.
Описаны случаи экспрессии целевого продукта в бактериях до уровня 50% от всего клеточного белка,
Как правило, суперэкспрессированные белки нерастворимы и секретируются в периплазматич. пространство бактерии. Особую сложность представляет получение белков, токсичных для клетки. В таких случаях используют строго индуцибельные системы (напр., РНК-полимеразу фага Т7 и ген с промотором для нее) или системы, позволяющие быстро выводить продукт наружу (секретирующие системы