ДНҚ-дан РНҚ-ға транскрипциаланудың механизмдері және принциптері

Жоспары:

1.ДНҚ тізбегін оқудың ассиметриялығы.

2.Е.соlі-дің ДНҚ тәуелді РНҚ полимераза ферментінің қасиеті және қызметі.

3.Фермент қызметіндегі жеке суббірліктердің ролі. Фагтық РНҚ-полимераза.

4.Эукариоттар РНҚ-полимеразасы.

5.Транскрипцияның инициациясы, элонгациясы және терминациясы.

Рибонуклеин қышқылының ДНК тізбегінде түзілу процесі транскрипция деп аталады. Транскрипцияның механизімін Вейс деген ғалым өзінің әріптестерімен бірге ашқан. Олар РНК полимераза ферментін бөліп алған. РНК синтезінің субстраТТАРЫ рибонуклеазиД 3 фосфаттар атап айтқанда АТФ, ЦТФ, ГТФ және УТФ. РНК тізбегінің ДНК-да өсуі 5 3^І бағытында жүреді. ДНК-ң қос тізбегінің тек біреуі ғана транскрипцияланады. Бұл тізбекті матрицалық тізбек және (-) – тізбек деп аталады.

2-ші тізбекті матрицалық емес немесе (+) тізбек деп атайды. ДНК-ғы РНК-ң транскрипциясы комплементарлық принцип бойынша жүреді.

ДНК транскрипциясы ининциация, элонгация және терминация деп аталатын. 3-сатыдан тұрады. Бұл процесте ДНК-ға тәуелді РНК полимераза ферменті басты роль атқарады. Осы ферменттің көмегімен клеткалардың барлық РНК типтері (и РНК, т РНК, р РНК) синтезделеді. Прокариоттарда осы үш түрлі РНК-ң синтезіне жалғыз РНК полимераза қатысады. Ал эукариоттарда 3 түрлі РНК полимераза кездеседі. Ішек таяқшасы бактериясының РНК полимеразасы голофермент және фермент комплексі болып табылады. Молекулалық массасы 390 мың (килоДальтон) КДА келетін бұл фермент молекулалық салмақтары әртүрлі 6 субб бөліктен бөліктен тұрады. Атап айтқанда және (сигма) бөліктерден тұрады. Осындай комплекстен тұратын РНК полимеразаны толық фермент немесе голофермент деп атайды. Ал фактордан айырылған фермент минимальды фермент немесе кофермент деп аталады.

Инициация процессі өтуі үшін алдымен голофермент ДНК-ң промотор деп аталатын бөлігін тануы керек. Промотор инициация учаскесінің алдында орналасады және шамамен 40 жұп негізден тұрады. Голофермент инициация нүктесіне шамамен 6-10 азотты негіз қалғанда промотормен байланысады да ДНК-ң қос оралмасын тарқата бастайды. Сөйтіп промотор комплексі түзіледі. Барлық промотордың ферментпен байланысу бөлігі ТАТААТ негіздер қатарынан құрылған. Оны Прибнов тізбегі деп атайды. Промотордан кейін инициация бөлігі басталады. Оның бірінші бөлімі бастама алу нүктесі деп аталады. Ол 7 нуклеотид жұбынан тұрады. Бастама алу нүктесінің 1-ші азотты негізі әр уақытта аденин немесе гуанин болады. Осы негіздерден бастап терминациялық кодонға дейін комплементарлы ережеге сәйкес аденинге урацил тағы сол сияқты қосымша РНК-ң жаңа молекулалары ДНК тізбегінде синтезделеді. РНК-ң элонгациясы 8-ші рибонуклеотид қосылғаннан кейін басталады. Бұдан ары РНК полимераза құрылымдық өзгеріске ұшырайды. Яғни ол субб бөліктен айырылып коферменттке айналады. Бұдан соң элонгация процесі басталады. Фермент ДНК тізбегін түзеді. Бұл процесс секундына 50 нуклеотид тізбегіне дейінгі жылдамдықпен жүреді. РНК тізбегінің өсуінің тоқтауы яғни терминация ДНК-ң ерекше бөлігі терминаторларда жүреді. Терминация кезінде ДНК РНК гибридін біріктіруші сутектік байланыстар үзіліп ДНК-ң қостізбекті құрылымы қалпына келеді. Терминация сигналдары полиндромды тізбектер құрайды. 2 басынан оқығанда бірдей оқылатын тізбектерді осылай атайды. Ген соңының полиндромды болуы терминация рөлін ойнайды. РНК полимеразаның артынан ерекше р белок ілесіп отырады. Фермент палиндромға тоқтаған кезде р белок оған жетіп алып терминация процесін іске асырады. Эукариоттарда РНК полимеразасының құрылысы күрделірек және аз зерттелінген. Ядрода 3 түрлі РНК полимеразасы кездеседі.

1. РНК полимераза І ядрошықта орналасқан. Ол рибосомалық РНК-ң транскрипцияларына жауапты болады.

2. РНК полимераза ІІ бұл фермент нуклеоплазмада болады. Ол ақпараттық РНК-ң ата-тегі гетерогенді РНК синтезіне жауапты болады.

3. РНК полимераза ІІІ. Ол нуклеоплазмада болады. т РНК және кіші РНК синтезіне жауапты.

Лекция 8