Презентация к уроку Синтез РНК

Синтез РНК-транскрипция.Реакции матричного синтеза. Повторить: строение эукариотной, прокариотной клетки, РНК, ДНК. Транскрипция-биосинтез РНК на ДНК.ДНК-матрица для синтеза всех РНК.Протекает в ядре эукариот. Синтез РНК осуществляется в соответствии с принципом КОМПЛЕМЕНТАРНОСТИ. Участок ДНК, с которого синтезируется и РНК- ген. 1 этап: инициация.РНК-полимераза (фермент) соединяется с промотором.Промотор-зона ДНК, старт-сигнал для начала синтеза.Расплетается участок ДНК. 2 этап: элонгация.По принципу комплементарности строится цепь РНК по одной из цепей ДНК- матричной. Вторая, не используемая цепь- смысловая ( ее последовательность нуклеотидов совпадает с синтезированной РНК, при замене Т на У).Синтез РНК идет от 3 к 5 концу ДНК. 3 этап: терминация.Окончание синтеза РНК. Терминатор-последовательность нуклеотидов, останавливающая синтез ( точка).РНК-полимераза отделяется от ДНК, освобождается синтезированная РНК.ДНК восстанавливает двойную спираль.Так синтезируются все виды РНК. Прокариоты: РНК сразу готова к биосинтезу белка ( сопряжение транскрипции и трансляции). РНК — весьма нестабильная молекула и легко подвергается гидролизу; время жизни РНК прокариот обычно не превышает нескольких минут.  Созревание ( процессинг) РНК.1. кэпирование2. полиаденилирование 3.сплайсинг У эукариот все происходит иначе. У них имеется ядро, внутри которого нет активных рибосом,  синтез белка идет исключительно в цитоплазме. Поэтому для того чтобы принять участие в трансляции, иРНК должна сначала выйти из ядра через одну из ядерных пор. Это занимает некоторое время; возможно, в связи с этим РНК эукариот имеют специальные приспособления для повышения стабильности и живут гораздо дольше (как минимум несколько часов). Эти приспособления — модификации концов, предотвращающие их деградацию (разрушение). На 5'-конце эукариотических иРНК имеется кэп («шапочка»), на 3'-конце — полиА-хвост, то есть длинная цепочка нуклеотидов с аденином (А). Она не транслируется и не кодирует аминокислот, но защищает 3'-конец и сама с течением жизни РНК постепенно разрушается. Когда хвост становится слишком коротким, то специальные ферменты откусывают кэп, и РНК деградирует. Таким образом, длина полиА-хвоста регулирует время жизни РНК. Время жизни иРНК — очень важный параметр. Чем дольше живет иРНК, тем большее количество белка успеет с нее синтезироваться. Поэтому регуляция времени жизни РНК (в частности, при участии белков, которые связываются с полиА-хвостом и стабилизируют его) является одним из уровней регуляции экспрессии гена, то есть интенсивности продукции соответствующего белка. Присоединение кэпа называется кэпированием РНК, а присоединение полиА-хвоста — полиаденилированием.  Помимо защитных модификаций концов иРНК, у эукариот с предшественником иРНК происходит еще один важный процесс. Это вырезание из РНК незначащих участков — интронов. Дело в том, что большинство генов эукариот мозаичны, то есть в отличие от генов прокариот, содержат некодирующие участки. Они транскрибируются, т. к. находятся внутри гена, но если такая РНК начнет транслироваться, то нормального белка не получится — последовательность интрона бессмысленна, с точки зрения структуры белка это «абракадабра», и, скорее всего, синтез быстро оборвется из-за случайного стоп-кодона внутри интрона. Кодирующие участки РНК, которые перемежаются интронами, носят название экзонов. В процессе сплайсинга интроны из РНК вырезаются, а экзоны сшиваются между собой. В результате получается зрелая иРНК, не содержащая «лишних» участков.  Интронов всегда намного больше, чем экзонов ( почему?), поэтому зрелая иРНК всегда намного короче незрелой пре РНК. Процессинг (созревание) РНК. Все эти три процесса — кэпирование, полиаденилирование и сплайсинг — происходят с мРНК эукариот в ядре и называются вместе созреванием, или процессингом, РНК. После этого осуществляется экспорт мРНК из ядра через одну из ядерных пор. Только правильно процессированная мРНК называется зрелой и может принять участие в трансляции (мРНК это и есть иРНК). Альтернативный сплайсинг: в зависимости от типа клетки и стадии ее развития вырезаются разные участки РНК и на одной ДНК в результате могут быть синтезированы разные иРНК, которые несут информацию о разных белках. После завершения созревания мРНК выходит через ядерные поры в цитоплазму, где связывается с рибосомами и подвергается трансляции. Трансляция — это процесс биосинтеза белка. Информация о последовательности аминокислот в белке записана в генах, то есть в виде нуклеотидной последовательности ДНК, и переносится из ядра к рибосомам в виде мРНК.  Задача.Ген эукариот , кодирующий белок М, состоит из 3 экзонов ( по 120 пар нуклеотидов) и 2 интронов ( по 600 пар нуклеотидов). Сколько всего нуклеотидов содержится в незрелой про-иРНК и зрелой иРНК? Объясните. У эукариот транскрибируются все нуклеотиды (кодирующие-экзоны и некодирующие- интроны).Для определения количества нуклеотидов в незрелой про-иРНК надо суммировать количество нуклеотидов в 3-х экзонах и в 2-х интронах: 120*3+600*2=1560 нуклеотидов. Во время созревания про-иРНК интроны вырезаются и в зрелой иРНК остаются нуклеотиды 3-х экзонов: 120*3=360 нуклеотидов в зрелой иРНК. Повторить: строение и функции ДНК, РНК, аминокислот, белка, АТФ, рибосомы, генетический код, реакции матричного синтеза.