Transcriere este sinteza ARN-ului pe un model de ADN. La procariote, sinteza tuturor celor trei tipuri de ARN este catalizată de un complex proteic complex - ARN polimeraza.
Sinteza ARNm începe cu descoperirea de către ARN polimerază a unei regiuni speciale din molecula de ADN, care indică locul unde începe transcripția - promotor După legarea de promotor, ARN polimeraza desfășoară tura adiacentă a helixului ADN. Două catene de ADN diverg în acest punct, iar pe una dintre ele enzima sintetizează ARNm. Asamblarea ribonucleotidelor într-un lanț are loc în conformitate cu complementaritatea lor cu nucleotidele ADN și, de asemenea, antiparalel în ceea ce privește catena matriță ADN. ARN polimeraza este capabilă să asambleze o polinucleotidă doar de la capătul de 5" la capătul de 3" doar una dintre cele două catene de ADN poate servi ca matriță pentru transcripție, și anume cea care se află în fața enzimei cu capătul său de 3" (3" →; 5") Acest lanț se numește codogenic.
Terminator- aceasta este zona în care creșterea ulterioară a lanțului de ARN se oprește și este eliberată din matrița de ADN. ARN polimeraza se separă și de ADN, care îi restabilește structura dublu catenară.
Un fragment al unei molecule de ADN, incluzând un promotor, o secvență transcrisă și un terminator, formează o unitate de transcripție - transcriere.
Reglarea operonilor (adică reglarea la nivel transcripțional) este principalul mecanism de reglare a activității genelor la procariote și bacteriofagi.
Operon - o secțiune de material genetic, a cărei transcriere se realizează pe moleculă de ARN sub controlul unei proteine represoare.
Un operon constă din gene structurale strâns legate care codifică proteine (enzime) care realizează etape succesive ale biosintezei unui metabolit. Fiecare operon conține: un promotor, un operator și un terminator.
Operator- secvența de nucleotide care se leagă proteina represoareși reglarea negativă transcriere vecine gena. Operatorul este situat între promotor și genele structurale. Poate fi asociat cu o proteină specială - un represor, care împiedică ARN polimeraza să se deplaseze de-a lungul lanțului ADN și împiedică sinteza enzimelor. Astfel, genele pot fi activate și oprite în funcție de prezența proteinelor represoare corespunzătoare în celulă.
Represor- o proteină reglatoare care suprimă transcrierea genelor operonului pe care îl reglează ca urmare a legării de operator (situsul de reglare al operonului). Aceasta duce la încetarea sintezei ARNm-ului corespunzător și, în consecință, a enzimelor codificate de operon. Represorul este sintetizat sub controlul regulatorului genei în cantitate de 10 până la 20 de molecule per celulă sub formă de forme active, adică capabile să se lege direct de operator, sau forme inactive. Formarea unui represor activ este caracteristică enzimelor inductibile, a căror sinteză începe numai atunci când anumite substanțe cu molecul scăzut - inductori - intră în celulă. . Inductor- o moleculă efectoră mică care se leagă de o proteină reglatoare sau de un factor fizic (lumină, temperatură) care stimulează expresia genelor aflate în stare inactivă.
complex de transcripție.Adesea, aceste secvențe se termină cu un lanț de nucleotide de timină (în transcrieri - uridină), care este precedat de o regiune care conține secvențe interne, reciproc complementare, în orientări opuse (structuri „ac de păr”). Regiunea ac de păr este îmbogățită cu perechi GC, oferind acestei structuri o mai mare stabilitate.
Bacteriile au două tipuri de terminatori:
- ρ-terminatori independenți în care formarea unei bucle stem ( structura secundara ARN) în interiorul ARN-ului sintetizat distruge complexul ARN - ADN - ARN polimerază.
- Terminatori ρ-dependenți, care necesită acțiunea factorului de specificitate ρ, un complex de proteine cu activitate helicazică, pentru a opri sinteza ARN.
Scrieți o recenzie despre articolul „Terminator (ADN)”
Note
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Extras care caracterizează Terminator (ADN)
Anna Pavlovna s-a gândit la asta.– Te-ai gândit vreodată să te căsătorești cu fiul tău risipitor Anatole? Se spune, a spus ea, că bătrânele slujnice sunt ont la manie des Marieiages. [au o manie de a se căsători.] Încă nu simt această slăbiciune în mine, dar am o persoană petite [persoană] care este foarte nemulțumită de tatăl ei, une parent a nous, une princesse [ruda noastră, Prințesa] Bolkonskaya. „Prințul Vasily nu a răspuns, deși cu rapiditatea gândirii și memoriei caracteristice oamenilor laici, a arătat cu o mișcare a capului că a ținut cont de această informație.
„Nu, știi că acest Anatole mă costă 40.000 pe an”, a spus el, aparent incapabil să-și stăpânească șirul trist al gândurilor sale. Făcu o pauză.
– Ce se va întâmpla peste cinci ani dacă va merge așa? Voila l"avantage d"etre pere. [Acesta este beneficiul de a fi tată.] Este ea bogată, prințesa ta?
- Tatăl meu este foarte bogat și zgârcit. Locuiește în sat. Știți, acest celebru prinț Bolkonsky, care a fost demis sub defunctul împărat și poreclit regele prusac. El este foarte persoană inteligentă, dar cu ciudatenii si grele. La pauvre petite est malheureuse, comme les pierres. [Săracul este la fel de nefericit ca pietrele.] Are un frate care s-a căsătorit recent cu Lise Meinen, adjutantul lui Kutuzov. El va fi cu mine azi.
ARN -polimeraza este o enzimă care sintetizează moleculele de ARN. Într-un sens restrâns, ARN polimeraza este de obicei numită ARN polimeraze dependente de ADN care sintetizează molecule de ARN pe un șablon de ADN, adică realizează transcripția. Enzimele din clasa ARN polimerazei sunt foarte importante pentru funcționarea celulei, așa că se găsesc în toate organismele și în multe virusuri. Din punct de vedere chimic, ARN polimerazele sunt nucleotidil transferaze care polimerizează ribonucleotidele la capătul de 3" al lanțului de ARN.
Un promotor este o secvență de nucleotide ADN recunoscută de ARN polimerază ca punct de plecare pentru transcrierea specifică sau semnificativă. La procariote, promotorul include un număr de motive care sunt importante pentru recunoașterea sa de către ARN polimerază, în special așa-numitele secvențe -10 și -35. Promotorul este asimetric, ceea ce permite ARN polimerazei să înceapă transcripția la în direcția corectăși indică care dintre cele două lanțuri de ADN va servi ca matriță pentru sinteza ARN.
Regiunea promotor din operon se poate suprapune parțial sau deloc cu regiunea operator a cistronului (genei).
Promotorul sub care se află regiunea ADN-ului care codifică ARN joacă un rol decisiv în intensitatea expresiei acestei gene în fiecare tip de celulă specific. Activarea promotorului este determinată de prezența unui set diferit de factori de transcripție în fiecare tip de celulă.
Terminator este o secvență de nucleotide ADN recunoscută de ARN polimerază ca un semnal pentru oprirea sintezei moleculei de ARN și disocierea complexului de transcripție.
Adesea, aceste secvențe se termină cu un lanț de nucleotide de timină (în transcrieri - uridină), care este precedat de o regiune care conține secvențe interne, reciproc complementare, în orientări opuse (structuri „ac de păr”). Regiunea ac de păr este îmbogățită cu perechi GC, oferind acestei structuri o mai mare stabilitate.
78. Diferențele în procesul de transcripție în diferite celule. Structura mozaică a genelor. Sinteza ARN heteronuclear, conversia lui în ARN mesager. Îmbinare. Prelucrare.
Unii virusuri (cum ar fi HIV, care cauzează SIDA) au capacitatea de a transcrie ARN-ul în ADN. HIV are un genom ARN care este integrat în ADN. Ca rezultat, ADN-ul virusului poate fi combinat cu genomul celulei gazdă. Principala enzimă responsabilă de sintetizarea ADN-ului din ARN se numește reversease. Una dintre funcțiile revertasezei este de a crea ADN complementar (ADNc) din genomul viral. Enzima asociată ribonucleaza H scindează ARN-ul, iar reversease sintetizează ADNc din dubla helix ADN. ADNc este integrat în genomul celulei gazdă prin integrază. Rezultatul este sinteza proteinelor virale de către celula gazdă, care formează noi viruși. În cazul HIV, este programată și apoptoza (moartea celulară) a limfocitelor T. În alte cazuri, celula poate rămâne un răspânditor de viruși.
Unele celule eucariote conțin enzima telomeraza, care prezintă și activitate de transcripție inversă. Cu ajutorul lui, se sintetizează secvențe repetate în ADN. Telomeraza este adesea activată în celulele canceroase pentru a duplica la nesfârșit genomul fără a pierde secvența de ADN care codifică proteine.
O trăsătură distinctivă a structurii multor gene eucariote este structura mozaică (discontinuă) a părții semantice a genelor.
Această diferență este asociată cu alternanța regiunilor semantice care transportă informații despre secvența de aminoacizi din proteină - exoni și secțiuni de secvențe necodante care sunt semnificativ mai lungi decât exonii - introni. Ca rezultat, lungimea totală a genei se dovedește a fi de aproximativ 5-7 ori mai mare decât ne-am aștepta.
La începutul genei (înaintea părții sale semantice) există zone care asigură o reglare adecvată a genei. Ele sunt împărțite în două grupe: nespecifice (același pentru toate genele) și specifice (caracteristice doar pentru o anumită genă). Regiunile de reglare nespecifice la eucariote sunt numite „TATA-BOX”. Ele alternează între timină și adenină. Această regiune se află la 30 de nucleotide la stânga începerii citirii genei. S-a stabilit că ARN polimeraza se sprijină pe ADN în așa fel încât partea sa de recunoaștere închide TATA BOX, iar centrul activ al ARN polimerazei apare deasupra primei nucleotide care trebuie citită. Aceasta este urmată de regiunea promotor, constând dintr-un situs de recunoaștere, un situs de legare și un situs de inițiere a transcripției (A sau D). Combinația de nucleotide din promotor este astfel încât, dacă cadrul de citire este setat incorect, se obține o secvență caracteristică codonilor de oprire și transcripția se oprește. Regiunea promotoare este urmată de un palindrom („flip”) sau repetare inversată. Aceasta este o secvență de ADN dublu catenar care citește la fel în ambele direcții („Cazacul” - de la dreapta la stânga și de la stânga la dreapta citește la fel). Uneori, o astfel de secvență este numită „regiune dublu simetrică”, unde axa de simetrie este punctul central în raport cu care secvența rămâne aceeași. O proprietate importantă a palindromilor este capacitatea de a forma ace de păr în ARN sau structuri încrucișate în ADN. Dacă cadrul de citire este instalat incorect, palindromul ADN se transformă într-o „cruce”, ceea ce face imposibilă progresul ulterioar al enzimei. Uneori, palindromii pot fi localizați la sfârșitul unei gene după partea sa semantică și, de asemenea, formând o „cruce”, vor opri sinteza ARNm. Partea semantică a genei, așa cum am scris mai sus, constă în secvențe alternante intron-exon. Partea structurală a genei conține un promotor și un palindrom.
Recent, au fost identificate incluziuni de reglare a genelor specifice - amplificatori. Ele sunt situate în fața genei la o distanță de sute și mii de perechi de nucleotide. Eucariotele au proteine reglatoare speciale care recunosc intensificatorul și se atașează de acesta. În acest fel, gena este activată. Genomul este format nu numai din gene nucleare, ci și din gene citoplasmatice. În genom, genele îndeplinesc diferite funcții. În funcție de funcțiile pe care le îndeplinesc, genele sunt împărțite în gene esențiale, ele codifică funcții vitale în celule de toate tipurile (uneori numite gene "; gospodărie"), gene structurale, gene reglatoare, gene de punctuație. În timp ce ARNm-urile procariote (bacteriene și arheale), cu rare excepții, sunt imediat gata pentru traducere și nu necesită procesare specială, pre-ARNm-urile eucariote suferă modificări intensive. Astfel, simultan cu transcripția, are loc „editarea” (splicing) pe porțiunea deja sintetizată a ARNm. În timpul procesului de splicing, secvențele care nu codifică proteine - introni - sunt îndepărtate din pre-ARNm, se adaugă o nucleotidă specială modificată (capac) la capătul de 5" al moleculei și mai multe adenine, așa-numita coadă de poliadenină, sunt adăugate la capătul de 3". Capacul este recunoscut de factorii de inițiere, proteinele responsabile de atașarea la ARNm-ul ribozomului, iar coada poliadeninei se leagă de o proteină specială, PAB. De obicei, aceste modificări post-transcripționale ale ARNm eucariotic sunt denumite „procesare ARNm”. Poliadenilarea este necesară pentru transportul majorității ARNm în citoplasmă și protejează moleculele de ARNm de degradarea rapidă (mărește timpul de înjumătățire al acestora). Moleculele de ARNm lipsite de o regiune poli-A (de exemplu, cele virale) sunt distruse rapid în citoplasma celulelor eucariote de către ribonucleaze.
Splicing (din engleză splice - a splice sau a lipi capetele ceva) este procesul de tăiere a anumitor secvențe de nucleotide din moleculele de ARN și de unire a secvențelor care rămân în molecula „matură” în timpul procesării ARN. Acest proces are loc cel mai adesea în timpul maturării ARN-ului mesager (ARNm) la eucariote, timp în care, prin reacții biochimice care implică ARN și proteine, se elimină secțiuni ale ARNm care nu codifică o proteină (introni) și secțiuni care codifică amino. secvența acidă - exonii sunt legați între ei. Astfel, pre-ARNm imatur este convertit în ARNm matur, din care sunt citite (traduse) proteinele celulare. Cele mai multe gene care codifică proteine procariote nu au introni, astfel încât splicingul pre-ARNm este rară în ele. Îmbinarea ARN-urilor de transfer (ARNt) și a altor ARN-uri necodificatoare apare și la reprezentanții eucariotelor, bacteriilor și arheilor.
procesarea ARN-ului
Între transcripție și traducere, molecula de ARNm suferă o serie de modificări secvențiale care asigură maturarea matricei funcționale pentru sinteza lanțului polipeptidic. Un capac este atașat la capătul 5΄, iar o coadă poli-A este atașată la capătul 3΄, ceea ce crește durata de viață a ARNm. Odată cu apariția procesării în celula eucariotă, a devenit posibilă combinarea exonilor genici pentru a obține o varietate mai mare de proteine codificate de o singură secvență de nucleotide ADN - splicing alternativ.
Unitatea de transcriere la procariote poate fi gene individuale, dar mai des sunt organizate în structuri numite operoni. Operonul constă din gene structurale situate una în spatele celeilalte, ale căror produse participă de obicei la aceeași cale metabolică. De regulă, un operon are un set de elemente de reglare (genă de reglare, promotor, operator), care asigură coordonarea proceselor de transcripție a genelor și sinteza proteinelor corespunzătoare.
Un promotor este o secțiune a ADN-ului responsabilă de legarea la ARN polimerază. În cazul procariotelor, cele mai importante secvențe pentru reglarea transcripției sunt cele desemnate „--35” și „--10”. Nucleotidele situate înaintea codonului de inițiere („în amonte”) sunt scrise cu semnul „-”, iar cu semnul „+” sunt toate nucleotidele care încep de la prima din codonul de inițiere (punctul de plecare). Direcția în care se mișcă procesul de transcripție se numește „în aval”.
Secvența desemnată „-35” (TTGACA) este responsabilă pentru recunoașterea promotorului de către ARN polimerază, iar secvența „-10” (sau caseta Pribnow) este locul de la care începe derularea dublei helix ADN. Această cutie conține cel mai adesea baze TATAAT. Această secvență de baze se găsește cel mai adesea în promotorii procarioți și se numește consens. Cutia TATA conține adenină și timină, între care există doar două legături de hidrogen, ceea ce facilitează desfășurarea lanțurilor de ADN din această regiune a promotorului. În cazul substituțiilor de perechi de baze în aceste secvențe promotoare, eficiența și determinarea corectă a punctului de pornire a transcripției de la care enzima ARN polimerază începe sinteza ARN sunt perturbate. La procariote, alături de promotor, există și alte regiuni de reglare: acestea sunt activatorul și operatorul.
Un operator este o secțiune de ADN de care se leagă o proteină represor, împiedicând ARN polimeraza să înceapă transcripția.
În operonul de lactoză, partea stângă a promotorului (activator) se leagă de proteina activator de catabolit (BAK sau CAP în terminologia engleză, proteina activator de catabolit), iar partea dreaptă se leagă de ARN polimeraza. Proteina BAC, spre deosebire de proteina represoare, joacă un rol pozitiv, ajutând ARN polimeraza să înceapă transcripția.
Posibil diverse opțiuni interacțiunile situsurilor de reglare cu enzimele și proteinele de reglare, iar acestea din urmă cu molecule numite inductori (efectori).
Informația genetică codificată în ADN folosind 4 nucleotide (un alfabet de patru litere), în timpul procesului de biosinteză a proteinelor, este tradusă în secvența de aminoacizi a proteinelor (un alfabet de douăzeci de litere) folosind molecule adaptoare („traducători”) tARN. Fiecare dintre cei 20 de aminoacizi care alcătuiesc proteinele trebuie să se atașeze de propriul ARNt. Aceste reacții au loc în citosol și sunt catalizate de douăzeci de enzime APCază (aminoacil-ARNt sintetaze). Fiecare enzimă are o afinitate dublă: pentru aminoacidul „său” și pentru ARNt-ul corespunzător (unul sau mai mulți). Energia ATP este folosită pentru activare.
Procesul constă din două etape care au loc în locul activ al enzimei. În prima etapă, ca rezultat al interacțiunii dintre un aminoacid și ATP, se formează un adenilat de aminoacil, în a doua, reziduul de aminoacil este transferat la ARNt-ul corespunzător.
1. Aminoacid (R) + ATP + enzimă (ER E?) R (aminoacil adenilat) + FPN
2. ER (adenilat de aminoacil) + ARNt Aminoacil-ARNt + AMP + E?RAPaseR
Ecuație rezumată:
Aminoacid (R) + tRNAR + ATP aminoacil-tRNAR + AMP + FPN
Legătura esterică dintre aminoacil și ARNt este de mare energie, energia utilizată în sinteza legăturii peptidice.
Deci, toți aminoacizii activați necesari pentru biosinteza proteinelor sunt formați în citoplasma celulei, conectați la adaptorii corespunzători? diverse aminoacil-ARNt (aa-ARNt).
Terminator (ADN)-- o secvență de nucleotide ADN recunoscute de ARN polimerază ca un semnal pentru a opri sinteza moleculei de ARN și disocierea complexului de transcripție.
promotor al genei acidului nucleic procariot
