Transkripsiyon RNA'nın bir DNA şablonu üzerinde sentezidir. Prokaryotlarda, her üç tip RNA'nın sentezi, bir karmaşık protein kompleksi olan RNA polimeraz tarafından katalize edilir.
MRNA'nın sentezi, DNA molekülünde, transkripsiyonun başladığı yeri gösteren özel bir bölgenin RNA polimeraz tarafından keşfedilmesiyle başlar. destekçi Promotöre bağlandıktan sonra RNA polimeraz, DNA sarmalının bitişik dönüşünü çözer. Bu noktada iki DNA zinciri birbirinden ayrılır ve bunlardan birinde enzim mRNA sentezler. Ribonükleotidlerin bir zincir halinde birleştirilmesi, DNA nükleotidlerine tamamlayıcılıklarına uygun olarak ve aynı zamanda DNA şablon zincirine göre antiparalel olarak gerçekleşir. RNA polimeraz, bir polinükleotidi yalnızca 5" ucundan 3" ucuna kadar birleştirme yeteneğine sahiptir; iki DNA zincirinden yalnızca biri, yani 3" ucu (3" →) ile enzime bakan DNA dizisi, transkripsiyon için bir şablon görevi görebilir. 5") Bu zincire kodojenik denir.
Terminatör- Burası RNA zincirinin daha fazla büyümesinin durduğu ve DNA şablonundan salındığı alandır. RNA polimeraz ayrıca çift sarmallı yapısını eski haline getiren DNA'dan ayrılır.
Bir promotör, kopyalanmış bir dizi ve bir sonlandırıcı içeren bir DNA molekülünün bir parçası, bir transkripsiyon birimi oluşturur. transkripsiyon.
Operon düzenlemesi (yani transkripsiyon düzeyindeki düzenleme), prokaryotlarda ve bakteriyofajlarda gen aktivitesini düzenleyen ana mekanizmadır.
operon - transkripsiyonu bir baskılayıcı proteinin kontrolü altında RNA molekülü başına gerçekleştirilen genetik materyalin bir bölümü.
Bir operon, bir metabolitin biyosentezinin ardışık aşamalarını gerçekleştiren proteinleri (enzimleri) kodlayan, yakından bağlantılı yapısal genlerden oluşur. Her operon şunları içerir: bir promoter, bir operatör ve bir sonlandırıcı.
Operatör- Bağlanan nükleotid dizisi baskılayıcı protein ve olumsuz düzenleyici transkripsiyon komşu gen. Operatör, promotör ve yapısal genler arasında bulunur. RNA polimerazın DNA zinciri boyunca hareket etmesini önleyen ve enzimlerin sentezini önleyen bir baskılayıcı olan özel bir protein ile ilişkili olabilir. Böylece genler, hücrede karşılık gelen baskılayıcı proteinlerin varlığına bağlı olarak açılıp kapatılabilir.
baskılayıcı- operatöre (operonun düzenleyici bölgesi) bağlanmanın bir sonucu olarak düzenlediği operonun genlerinin transkripsiyonunu baskılayan düzenleyici bir protein. Bu, ilgili mRNA'nın ve dolayısıyla operon tarafından kodlanan enzimlerin sentezinin durmasına yol açar. Baskılayıcı, gen regülatörünün kontrolü altında hücre başına 10 ila 20 molekül miktarında aktif, yani operatöre doğrudan bağlanabilen veya aktif olmayan formlarda sentezlenir. Aktif bir baskılayıcının oluşumu, sentezi yalnızca belirli düşük moleküler maddeler - indükleyiciler - hücreye girdiğinde başlayan indüklenebilir enzimlerin karakteristiğidir. . İndüktör- düzenleyici bir proteine bağlanan küçük bir efektör molekül veya aktif olmayan durumdaki genlerin ifadesini uyaran fiziksel bir faktör (ışık, sıcaklık).
transkripsiyon kompleksi.Çoğunlukla bu diziler, zıt yönlerde (“saç tokası” yapıları) dahili, karşılıklı tamamlayıcı diziler içeren bir bölgenin önünde yer alan bir timin nükleotid zinciri (transkriptlerde - üridin) ile biter. Saç tokası bölgesi, bu yapıya daha fazla stabilite kazandıran GC çiftleri ile zenginleştirilmiştir.
Bakterilerin iki tür sonlandırıcısı vardır:
- Bir kök ilmek oluşumunun olduğu ρ-bağımsız sonlandırıcılar ( ikincil yapı Sentezlenen RNA'nın içindeki RNA), RNA - DNA - RNA polimeraz kompleksini yok eder.
- RNA sentezini durdurmak için helikaz aktivitesine sahip bir protein kompleksi olan ρ özgüllük faktörünün etkisini gerektiren ρ'ye bağımlı sonlandırıcılar.
"Terminatör (DNA)" makalesi hakkında yorum yazın
Notlar
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Terminatörü (DNA) karakterize eden alıntı
Anna Pavlovna bunu düşündü.– Müsrif oğlunuz Anatole ile evlenmeyi hiç düşündünüz mü? "Diyorlar ki," dedi, "yaşlı kızların ont la manie des Marieiages olduğunu." [evlenme çılgınlıkları var.] Henüz içimde bu zayıflığı hissetmiyorum ama babasından çok mutsuz olan bir minyon kişim [küçük insan] var, une parente a nous, une prensese [akrabamız, Prenses] Bolkonskaya. “Prens Vasily cevap vermedi, ancak laik insanların karakteristik özelliği olan düşünce hızı ve hafızasıyla bu bilgiyi dikkate aldığını başını bir hareketle gösterdi.
"Hayır, bu Anatole'un bana yılda 40.000 dolara mal olduğunu biliyorsun," dedi, görünüşe göre düşüncelerinin üzücü akışını kontrol edemiyordu. Durdu.
– Böyle giderse beş yıl sonra ne olacak? İşte bunun avantajı. [Baba olmanın faydası bu.] Prensesin zengin mi?
- Babam çok zengin ve cimridir. Köyde yaşıyor. Bilirsiniz, merhum imparatorun yönetimi altında görevden alınan ve Prusya kralı lakabını alan ünlü Prens Bolkonsky. O çok akıllı kişi, ama tuhaflıklarla ve ağır. La pauvre petite est malheureuse, comme les pierres. (Zavallı şey taş gibi mutsuz.) Yakın zamanda Kutuzov'un yaveri Lise Meinen ile evlenen bir erkek kardeşi var. Bugün benimle olacak.
RNA -polimeraz, RNA moleküllerini sentezleyen bir enzimdir. Dar anlamda, RNA polimerazına genellikle DNA şablonu üzerinde RNA moleküllerini sentezleyen, yani transkripsiyonu gerçekleştiren DNA'ya bağımlı RNA polimerazları denir. RNA polimeraz sınıfının enzimleri hücrenin işleyişi için çok önemlidir, dolayısıyla tüm organizmalarda ve birçok virüste bulunurlar. Kimyasal olarak RNA polimerazlar, RNA zincirinin 3" ucundaki ribonükleotidleri polimerize eden nükleotidil transferazlardır.
Bir promotör, spesifik veya anlamlı transkripsiyon için bir başlangıç noktası olarak RNA polimeraz tarafından tanınan bir DNA nükleotid dizisidir. Prokaryotlarda promotör, RNA polimeraz tarafından tanınması için önemli olan bir dizi motifi, özellikle -10 ve -35 olarak adlandırılan dizileri içerir. Promotör asimetriktir ve RNA polimerazın transkripsiyona başlamasına izin verir. doğru yönde ve iki DNA zincirinden hangisinin RNA sentezi için şablon görevi göreceğini belirtir.
Operon içindeki promotör bölgesi, sistronun (gen) operatör bölgesi ile kısmen örtüşebilir veya hiç örtüşmeyebilir.
RNA kodlayan DNA bölgesinin bulunduğu promoter, bu genin her spesifik hücre tipinde ekspresyonunun yoğunluğunda belirleyici bir rol oynar. Promoter aktivasyonu, her hücre tipinde farklı bir dizi transkripsiyon faktörünün varlığıyla belirlenir.
Sonlandırıcı, RNA polimeraz tarafından, RNA molekülünün sentezini ve transkripsiyon kompleksinin ayrışmasını durdurmak için bir sinyal olarak tanınan bir DNA nükleotid dizisidir.
Çoğunlukla bu diziler, zıt yönlerde (“saç tokası” yapıları) dahili, karşılıklı tamamlayıcı diziler içeren bir bölgenin önünde yer alan bir timin nükleotid zinciri (transkriptlerde - üridin) ile biter. Saç tokası bölgesi, bu yapıya daha fazla stabilite kazandıran GC çiftleri ile zenginleştirilmiştir.
78. Farklı hücrelerde transkripsiyon sürecindeki farklılıklar. Genlerin mozaik yapısı. Heteronükleer RNA sentezi, haberci RNA'ya dönüşümü. Ekleme. İşleme.
Bazı virüsler (AIDS'e neden olan HIV gibi) RNA'yı DNA'ya kopyalama yeteneğine sahiptir. HIV, DNA'ya entegre edilmiş bir RNA genomuna sahiptir. Sonuç olarak virüsün DNA'sı, konakçı hücrenin genomuyla birleştirilebilir. RNA'dan DNA'nın sentezlenmesinden sorumlu olan ana enzime tersaz denir. Terstazın işlevlerinden biri viral genomdan tamamlayıcı DNA (cDNA) oluşturmaktır. İlgili enzim ribonükleaz H, RNA'yı böler ve tersaz, DNA çift sarmalından cDNA'yı sentezler. CDNA, integraz yoluyla konakçı hücre genomuna entegre edilir. Sonuç, yeni virüsler oluşturan konakçı hücre tarafından viral proteinlerin sentezidir. HIV durumunda T lenfositlerin apoptozu (hücre ölümü) de programlanmıştır. Diğer durumlarda hücre virüs yayıcı olarak kalabilir.
Bazı ökaryotik hücreler, aynı zamanda ters transkripsiyon aktivitesi de sergileyen telomeraz enzimini içerir. Onun yardımıyla DNA'da tekrar eden diziler sentezlenir. Telomeraz sıklıkla kanser hücrelerinde aktive edilerek protein kodlayan DNA dizisini kaybetmeden genomu süresiz olarak kopyalar.
Birçok ökaryotik genin yapısının ayırt edici bir özelliği, genlerin anlamsal kısmının mozaik (süreksiz) yapısıdır.
Bu fark, protein - eksonlardaki amino asitlerin dizisi ve ekson - intronlardan önemli ölçüde daha uzun olan kodlamayan dizilerin bölümleri hakkında bilgi taşıyan semantik bölgelerin değişmesiyle ilişkilidir. Sonuç olarak genin toplam uzunluğunun beklenenden yaklaşık 5-7 kat daha uzun olduğu ortaya çıkıyor.
Genin başlangıcında (anlamsal kısmından önce) genin uygun şekilde düzenlenmesini sağlayan alanlar vardır. İki gruba ayrılırlar: spesifik olmayan (tüm genler için aynı) ve spesifik (yalnızca belirli bir gen için karakteristik). Ökaryotlarda spesifik olmayan düzenleyici bölgelere “TATA-BOX” denir. Timin ve adenin arasında geçiş yaparlar. Bu bölge, gen okuma başlangıcının 30 nükleotid solunda yer alır. RNA polimerazın, tanıma kısmının TATA KUTUSUNU kapatacak şekilde DNA'ya dayandığı ve RNA polimerazın aktif merkezinin, okunacak ilk nükleotidin üzerinde göründüğü tespit edilmiştir. Bunu, bir tanıma bölgesi, bir bağlanma bölgesi ve bir transkripsiyon başlatma bölgesinden (A veya D) oluşan promotör bölgesi takip eder. Promotördeki nükleotidlerin kombinasyonu, eğer okuma çerçevesi yanlış ayarlanırsa durdurma kodonlarının bir dizi karakteristiği elde edilecek ve transkripsiyon duracak şekildedir. Promotör bölgesini bir palindrom (“döndürme”) veya ters çevrilmiş tekrar takip eder. Bu, her iki yönde de aynı şeyi okuyan çift sarmallı bir DNA dizisidir ("Kazak" - sağdan sola ve soldan sağa aynı şeyi okur). Bazen böyle bir diziye "çift simetrik bölge" adı verilir; burada simetri ekseni, diziye göre aynı kalan merkezi noktadır. Palindromların önemli bir özelliği, RNA'da saç tokası veya DNA'da çapraz yapılar oluşturabilme yeteneğidir. Okuma çerçevesi yanlış takılırsa, DNA palindromu bir "çapraz" haline dönüşür ve bu da enzimin daha fazla ilerlemesini imkansız hale getirir. Bazen palindromlar bir genin anlamsal kısmından sonra yer alabilir ve ayrıca bir "çapraz" oluşturarak mRNA sentezini durdurabilir. Genin anlamsal kısmı, yukarıda yazdığımız gibi, alternatif intron-ekzon dizilerinden oluşur. Genin yapısal kısmı bir promoter ve bir palindrom içerir.
Son zamanlarda, spesifik gen düzenlemelerinin (güçlendiriciler) dahil olduğu tespit edilmiştir. Yüzlerce ve binlerce nükleotid çifti mesafesinde genin önünde bulunurlar. Ökaryotlar, güçlendiriciyi tanıyan ve ona bağlanan özel düzenleyici proteinlere sahiptir. Bu şekilde gen aktive edilir. Genom yalnızca nükleer değil aynı zamanda sitoplazmik genler tarafından da oluşturulur. Genomda genler farklı işlevleri yerine getirir. Gerçekleştirdikleri işlevlere bağlı olarak genler temel genlere ayrılır; bunlar her tür hücredeki hayati işlevleri kodlar (bazen genler olarak da adlandırılırlar). ev"), yapısal genler, düzenleyici genler, noktalama işaret genleri. Nadir istisnalar dışında, prokaryotik (bakteriyel ve arkeal) mRNA'lar çeviri için hemen hazırdır ve özel işlem gerektirmezken, ökaryotik pre-mRNA'lar yoğun modifikasyonlara uğrar. Böylece, transkripsiyonla eş zamanlı olarak mRNA'nın halihazırda sentezlenmiş kısmında "düzenleme" (ekleme) meydana gelir. Ekleme işlemi sırasında, protein kodlamayan diziler (intronlar) ön-mRNA'dan çıkarılır, molekülün 5" ucuna özel bir modifiye edilmiş nükleotid (başlık) eklenir ve poliadenin kuyruğu olarak adlandırılan birkaç adenin eklenir. 3" ucuna eklenir. Başlık, başlatma faktörleri, ribozom mRNA'ya bağlanmaktan sorumlu proteinler tarafından tanınır ve poliadenin kuyruğu, özel bir protein olan PAB'ye bağlanır. Tipik olarak ökaryotik mRNA'daki bu transkripsiyon sonrası değişikliklere "mRNA işleme" adı verilir. Çoğu mRNA'nın sitoplazmaya taşınması için poliadenilasyon gereklidir ve mRNA moleküllerini hızlı bozulmadan korur (yarı ömürlerini artırır). Poli-A bölgesi olmayan mRNA molekülleri (örneğin viral olanlar), ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında ribonükleazlar tarafından hızla yok edilir.
Ekleme (İngilizce eklemeden - bir şeyin uçlarını birleştirmek veya yapıştırmak için), belirli nükleotid dizilerinin RNA moleküllerinden kesilmesi ve RNA işlenmesi sırasında "olgun" molekülde kalan dizilerin birleştirilmesi işlemidir. Bu süreç çoğunlukla ökaryotlarda haberci RNA'nın (mRNA) olgunlaşması sırasında meydana gelir; bu sırada, RNA ve proteinleri içeren biyokimyasal reaksiyonlar yoluyla, mRNA'nın bir proteini kodlamayan bölümleri (intronlar) çıkarılır ve amino asiti kodlayan bölümler çıkarılır. asit dizisi - ekzonlar birbirine bağlanır. Böylece olgunlaşmamış pre-mRNA, hücre proteinlerinin okunduğu (çevrildiği) olgun mRNA'ya dönüştürülür. Prokaryotik protein kodlayan genlerin çoğunda intron yoktur, bu nedenle mRNA öncesi birleştirme bunlarda nadirdir. Transfer RNA'larının (tRNA'lar) ve diğer kodlayıcı olmayan RNA'ların eklenmesi, ökaryotların, bakterilerin ve arkelerin temsilcilerinde de meydana gelir.
RNA işleme
Transkripsiyon ve translasyon arasında mRNA molekülü, polipeptit zincirinin sentezi için işleyen matrisin olgunlaşmasını sağlayan bir dizi ardışık değişikliğe uğrar. 5΄ ucuna bir başlık takılır ve 3΄ ucuna bir poli-A kuyruğu takılır, bu da mRNA'nın ömrünü uzatır.Ökaryotik hücrede işlemenin ortaya çıkışıyla birlikte, tek bir DNA nükleotid dizisi (alternatif birleştirme) tarafından kodlanan daha çeşitli proteinleri elde etmek için gen eksonlarını birleştirmek mümkün hale geldi.
Prokaryotlarda transkripsiyon birimi bireysel genler olabilir, ancak çoğunlukla operon adı verilen yapılar halinde düzenlenirler. Operon, ürünleri genellikle aynı metabolik yola katılan, arka arkaya yerleşmiş yapısal genlerden oluşur. Kural olarak, bir operon, gen transkripsiyon işlemlerinin koordinasyonunu ve karşılık gelen proteinlerin sentezini sağlayan bir dizi düzenleyici elemana (düzenleyici gen, promotör, operatör) sahiptir.
Bir promotör, RNA polimeraza bağlanmaktan sorumlu olan DNA'nın bir bölümüdür. Prokaryotlar söz konusu olduğunda, transkripsiyon düzenlemesi için en önemli diziler "--35" ve "--10" olarak adlandırılan dizilerdir. Başlatma kodonundan ("yukarı akış") önce yer alan nükleotidler, "-" işaretiyle ve "+" işaretiyle yazılanların tümü, başlatma kodonunun ilkinden (başlangıç noktası) başlayan nükleotidlerdir. Transkripsiyon sürecinin hareket ettiği yöne "aşağı akış" adı verilir.
"-35" (TTGACA) olarak adlandırılan dizi, promotörün RNA polimeraz tarafından tanınmasından sorumludur ve "-10" dizisi (veya Pribnow kutusu), DNA çift sarmalının çözülmesinin başladığı bölgedir. Bu kutu çoğunlukla TATAAT bazlarını içerir. Bu baz dizisi çoğunlukla prokaryotik promoterlerde bulunur ve konsensüs olarak adlandırılır. TATA kutusu, promotörün bu bölgesindeki DNA zincirlerinin çözülmesini kolaylaştıran, aralarında yalnızca iki hidrojen bağı bulunan adenin ve timin içerir. Bu promoter dizilerindeki baz çifti yer değiştirmeleri durumunda, RNA polimeraz enziminin RNA sentezini başlattığı transkripsiyon başlangıç noktasının etkinliği ve doğru tespiti bozulmaktadır. Prokaryotlarda promoterin yanı sıra başka düzenleyici bölgeler de vardır: bunlar aktivatör ve operatördür.
Operatör, bir baskılayıcı proteinin bağlandığı ve RNA polimerazın transkripsiyonu başlatmasını önleyen bir DNA bölümüdür.
Laktoz operonunda promotörün (aktivatörün) sol kısmı katabolit aktivatör proteinine (BAK veya İngilizce terminolojide CAP, katabolit aktivatör proteini) bağlanır ve sağ kısmı RNA polimeraza bağlanır. BAC proteini, baskılayıcı proteinden farklı olarak RNA polimerazın transkripsiyona başlamasına yardımcı olarak olumlu bir rol oynar.
Olası çeşitli seçenekler düzenleyici bölgelerin enzimler ve düzenleyici proteinlerle ve ikincisinin indükleyiciler (efektörler) adı verilen moleküllerle etkileşimleri.
Protein biyosentezi işlemi sırasında 4 nükleotid (dört harfli bir alfabe) kullanılarak DNA'da kodlanan genetik bilgi, adaptör moleküller (“çeviriciler”) tRNA kullanılarak proteinlerin amino asit dizisine (yirmi harfli bir alfabe) çevrilir. Proteinleri oluşturan 20 amino asidin her biri kendi tRNA'sına bağlanmalıdır. Bu reaksiyonlar sitozolde gerçekleşir ve yirmi APCase enzimi (aminoasil-tRNA sentetaz) tarafından katalize edilir. Her enzimin çifte afinitesi vardır: “kendi” amino asidine ve ona karşılık gelen tRNA'ya (bir veya daha fazla). ATP enerjisi aktivasyon için kullanılır.
İşlem, enzimin aktif bölgesinde gerçekleşen iki aşamadan oluşur. İlk aşamada, bir amino asit ile ATP'nin etkileşimi sonucunda bir aminoasil adenilat oluşur, ikinci aşamada aminoasil kalıntısı karşılık gelen tRNA'ya aktarılır.
1. Amino asit (R) + ATP + enzim (ER E?) R (aminoasil adenilat) + FPN
2. ER (aminoasil adenilat) + tRNAR Aminoasil-tRNA + AMP + E?RAPaseR
Özet denklem:
Amino asit (R) + tRNAR + ATP aminoasil-tRNAR + AMP + FPN
Aminoasil ile tRNA arasındaki ester bağı yüksek enerjilidir, bu enerji peptit bağının sentezinde kullanılır.
Yani, protein biyosentezi için gerekli olan tüm aktif amino asitler, karşılık gelen adaptörlere bağlı olarak hücrenin sitoplazmasında mı oluşuyor? çeşitli aminoasil-tRNA'lar (aa-tRNA'lar).
Sonlandırıcı (DNA)- RNA molekülünün sentezini ve transkripsiyon kompleksinin ayrışmasını durdurmak için bir sinyal olarak RNA polimeraz tarafından tanınan bir DNA nükleotid dizisi.
prokaryotik nükleik asit gen promotörü
