Лекция №27 биосинтез рнк, биогенез мрнк, биосинтез и распад гемоглобина

1. Биосинтез рнк, биогенез мРнк

РНК по структуре напоминает ДНК, отличие заключается в со­держании дезоксирибозы, а не рибозы, а вместо тимина присут­ствует урацил. Молекулы РНК, как и ДНК, — это полимерные це­пи, состоящие из нуклеотидов, связанные через остатки фосфорной кислоты. Степень упорядоченности молекул РНК ниже, чем ДНК. Существуют три основных типа РНК. Три более тяжелые РНК происходят из рибосом и являются рибосомальными (рРНК), две из них принадлежат большей субчастице рибосомы, третья входит в состав малой частицы. В рибосомах молекулы РНК связаны с белком. Информационная или матричная РНК (мРНК) служит матрицей для синтеза белка. Каждому работающему гену или груп­пе генов соответствует своя молекула мРНК. Транспортная РНК (тРНК) переносит аминокислоты в активированной форме к рибо­сомам, где они соединяются в пептидные цепи в определенной по­следовательности, которую задает РНК-матрица (мРНК). Для каж­дой из 20 аминокислот имеется по крайней мере одна тРНК.

На матрице ДНК комплементарно строится полирибонуклеотид, являющийся копией первичной структуры ДНК, с той только разницей, что у тимидилового нуклеотида ДНК в РНК включается УМФ. Процесс образования молекулы мРНК на мат­рице ДНК — биогенез мРНК — представляется относительнопростым и включает главным образом транскрипцию соответ­ствующего гена при участии РНК-полимеразы. Последователь­ность нуклеотидов в молекуле мРНК начинается с пары ГУ (гуа­нин — урацил) и заканчивается парой АГ (аденин — гуанин). Эти последовательности служат сайтами (местами) узнавания для ферментов сплайсинга (созревания). Почти во всех эукариотических клетках синтезированные на структурных генах пер­вичные транскрипты подвергаются процессингу, прежде чем выполнят свои уникальные функции в белковом синтезе. Процессинг включает в себя следующие основные процессы:

1. образование шапочки (кэпирование), химический смысл которого в присоединении остатка 7-метилгуанозина к кон­цу молекулы мРНК;

2. нуклеолитические и лигазные реакции (сплайсинг);

3. терминальные реакции полиаденилирования;

4. химические модификации остатков нуклеозидов (мети­лирование).

3. Биогенез тРнк и рРнк, синтез рнк на матрице рнк

Транспортные РНК в клетке выполняют адапторную функ­цию при трансляции информационной мРНК в первичную структуру белка. В процессе модификации происходит образо­вание акцепторного участка на 3"-конце молекулы, к которому присоединяется аминокислота. Помимо акцепторного и антикодонового участков, тРНК содержат специфические участки узна­вания ферментов — аминоацил-тРНК-синтетаз и участки связы­вания с большими субчастицами рибосом.

Биогенез рибосомных РНК осуществляется из предшествен­ника прерибосомной РНК. Под действием специфических нуклеаз и метилаз из этого общего предшественника в результате процессинга сначала образуются промежуточные рибосомные РНК, которые, подвергаясь дальнейшей нуклеазной атаке и ме­тилированию, превращаются в зрелые молекулы.

Синтез РНК на матрице РНК. ДНК-зависимая РНК-полимераза может осуществлять транскрипцию ДНК нормальных клеток и клеток ДНК-вирусов. В случаях, когда в геноме вируса вместо ДНК содержится РНК, вирусная РНК индуцирует образование в клетках хозяина РНК-зависимой РНК-полимеразы, которая участвует в репликации вирусной РНК (РНК-репликаза). На пер­вой стадии РНК-репликаза на матрице РНК-вируса специфиче­ски строит комплементарную с противоположной полярностью цепь РНК. Последняя на второй стадии служит матрицей для синтеза РНК, совершенно однотипной исходной вирусной РНК. Обе стадии катализируются одним и тем же ферментом.