Введення
сплайсинг канонічний еукаріот
Процес сплайсингу мРНК еукаріотів тривалий час привертає до себе увагу вчених по всьому світу. Він являє собою частину складного багатоступінчастого перетворення незрілих молекул РНК для їх подальшої роботи. У такій молекулі знаходяться кодують (екзонів) і не кодують (інтрони) білок нуклеотидні послідовності. Функціонально інтрони не несуть інформації, необхідної для подальшої трансляції. У процесі еволюції у еукаріот виробилися механізми для позбавлення від неінформативних ділянок. Метою їх було скорочення довжини і максимальне збільшення функціональності РНК. Сплайсингом називається вирізання некодуючих послідовностей з попередника матричної РНК - пре-мРНК, - за яким слідує зшивання екзонів. Цей процес має велике значення для життєдіяльності клітин і впливає на можливості експресії генів. Також з його допомогою може збільшуватися кількість білків, вироблених одним геном. Це має великий вплив на процес еволюції генів і організмів в цілому.
Метою роботи є характеристика процесів канонічного і альтернативного сплайсингу, факторів і цис-елементів, що забезпечують його проходження. Також вона включає в себе опис біологічних ефектів, до яких можуть привести порушення в певних стадіях його проходження.
1. Процесинг молекул первинних РНК в ядрі клітин людини
Процесинг - сукупність перетворень попередників РНК, які перетворюють їх на зрілу форму. Після синтезу первинні транскрипти недостатньо активні і зазнають ряд змін. У еукаріотів процесингу піддаються всі види РНК, у прокаріотів - рРНК і тРНК.
Молекули РНК виконують різні функції у клітинах. Вони функціонують як месенджери для передачі генетичної інформації від ДНК до білків, як основний генетичний матеріал у клітинах багатьох вірусів, в якості каталізаторів (наприклад, рибозимов), мають велике значення для синтезу білка, існують як регулятори експресії генів в живих організмах. Розуміння молекулярних механізмів, за допомогою яких білки розпізнають і пов'язують РНК, є істотним для розуміння функціональних наслідків цих взаємодій.
В залежності від типу РНК (рибосомальная, транспортна або матрична) процесинг може проходити по-різному.
На прикладі матричної РНК процесинг включає наступні стадії:
. Кепірованіе
Цей процес складається в приєднанні особливої ??структури, званої кеп, на 5 - кінець пре-мРНК.
За допомогою екзонуклеаза від іРНК можуть відокремлюватися нуклеотиди і руйнувати молекулу. Для захисту укладеної в ній інформації формується 5 - кеп. Він складається з одного або декількох модифікованих нуклеотидів. Його наявність є відмінною рисою еукаріот. Прокаріоти мають лише трифосфат на 5 - кінці. Ця структура складається із залишків 7-метілгуанозінтріфосфата і певних білків. Кепірованіе здійснюється за допомогою РНК-тріфосфатази, гуанілтрансферази і Гуань-N7-метилтрансферази. Ці ферменти мають зв'язок з транскрипцією, беруть участь у сплайсинге і процессинге 3 - кінця і стимуляції трансляції. (Schoenberg D.R., Maquat L.E., 2009)
Малюнок 1.1 Механізм кепірованія
. Поліаденілювання
Процес захисту 3 - кінця пре-мРНК полягає в прикріпленні великої кількості молекул аденозинмонофосфату, що утворюють полі-А-хвіст.
Азотисті основи цієї структури представлені аденіном. Поліаденілювання є невід'ємною частиною процесингу еукаріот. Процес починається після завершення транскрипції гена. Перед початком поліаденілювання мультісуб'едінічний білковий комплекс отщепляет 3'-кінцева ділянка первинного транскрипту. Місце розщеплення визначається положенням універсальних сигнальних послідовностей в первинному транскрипті. Іноді розщеплення може відбуватися в кількох альтернативних сайтах. Поліаденілювання дає можливість для утворення різних мРНК на основі одного гена (альтернативне поліаденілювання).
Після формування нового 3 -кінців транскрипту компонент білкового комплексу - полі (А) - полімераза - здійснює синтез полі (А) - хвоста, використовуючи 3 -концевой нуклеотид в якості затравки (Proudfoot NJ et al , 2002) Полі-А-хвіст захищає мРНК від руйнування, бере участь у закінченні транскрипції, процесах трансляції і перенесення мРНК з ядра. (Hunt AG et al, 2008) Однак, наприклад, у гістонових білків ця структура відсутня і замінена так званої шпилькою, за якою знаходиться гістонових спадний елемент - пуринова послідовність. (Marzluff W.F. et al, 2002)
. Сплайсинг
Білок-кодують послідовності еукаріотичних генів (екзонів) зазвичай перериваються Некодуючі (интронами), які займают...
