MPBS-02-16x9

1.

КАФЕДРА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ
Дисциплина: Матричные процессы в биологических системах
Лекция 2
РНК:
ТРАНСКРИПЦИЯ И ПРОЦЕССИНГ У ЭУКАРИОТ,
СПЛАЙСИНГ
© Виноходов Д. О., 2005-2022

2.

репликация
(транскрипция)
РНК
репликация
ДНК
транскрипция
РНК
трансляция
обратная
транскрипция
репарация
прямая трансляция
белок

3.

Задачи лекции:
- разобраться в разнообразии РНК-полимераз эукариот;
- уяснить особенности работы РНК-полимеразы II типа;
- выяснить структурные особенности эукариотических мРНК;
- разобрать процесс созревания эукариотических мРНК;
- принять к сведению автокаталитическаую природу сэлфсплайсинга;
- осознать роль альтернативного сплайсинга в экспрессии генетической информации;
- понять суть явления редактирования РНК.

4.

РНК-полимеразы эукариот
РНК-полимераза I транскрибирует 6S, 18S и 28S рРНК;
РНК-полимераза II транскрибирует гяРНК;
РНК-полимераза III транскрибирует 5S рРНК и тРНК.

5.

Инициация транскрипции РНК-полимеразой II
5’
3’
3’
5’

6.

5’
3’
3’
5’
3’
5’

7.

5’
3’
3’
5’
cap
Кэп (cap) – 7-метилгуанозинтрифосфатная группировка на 5'-конце
эукариотических мРНК и гяРНК.
3’
5’

8.

OH
OH
HO
P
O
HO
HO
H2N
HO
N
O
HO
N
O
OH
OH
P
P
O
NH2
O
O
N
HN
P
O
O
O
O
P
O
HO
P
O
O
CH2
CH2
+
O
N
N
N
O
O
HO
N
P
NH2
OH
O
N
N
O
N
CH2
O
O
OH
N

9.

O
N+
HN
H22N
CH3
N
O
O
N
OH
OH
OH
OH
OH
OH
PP
O PP O
O
O
PP OO
O
O
O
O
CH22
CH
O
O
OH
OH
NH22
NH
OH
OH
NN
NN
OO
CH22
CH
NN
NN
OO
OO
OOH CH3
HO PP OO
HO
NH22
NH
NN
NN
OO
CH22
CH
OO
OO
NN
OH
OH
NN

10.

5’
5’
3’
cap
3’
3’
5’

11.

Терминация транскрипции РНК-полимеразой II
Сайт полиаденилирования:
5’
AAAUAAA
3’
3’
3’
3’ 5’
5’
cap
эндонуклеазааза
5’

12.

5’
3’
3’
3’
5’
5’
экзонуклеаза
полиаденилполимераза
5’
cap
ААAAAAAAAA3’

13.

Мозаичное строение эукариотических генов
ДНК
мРНК

14.

Интрон – некодирующий участок гена, входящий в состав первичного
транскрипта РНК.
Экзон – кодирующий участок гена, входящий в состав первичного
транскрипта РНК, отделенный от других экзонов интронами.
Сплайсинг – один из элементов процессинга РНК, заключающийся в
удалении интронов из первичного транскрипта и ковалентном сшивании экзонов между собой.

15.

Структура интрона
экзон
5’
интрон
экзон
CAGGUAAGU
(A)
(G)
UUUUUUUUUUUNCAGG
(U) (A)
Консенсус
донорного сайта
Консенсус
акцепторного сайта
3’

16.

Сплайсинг
интрон
5'
РНК
3'
U1
U2
мяРНП – малый ядерный рибонуклеопротеид.

17.

U1
U2
5'
3'
U4
U5

18.

U2
U1
5'
3'
U5
U4
U2
U1
5'
3'
U5
U4

19.

Сплайсосома

20.

A
5'
3'

21.

A
5'
3'

22.

HO
P
O
O
CH2
A
O
OH
O
O
P
O
HO
P
O
O
CH2
O
G
O
CH2
O
O
N
OH
O
OH

23.

A
5'
3'

24.

Альтернативный сплайсинг
5’
3’
3’
5’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
3’
5’
5’
3’

25.

5’
3’
5’
3’
5’
3’

26.

Сэлф-сплайсинг
Сэлф-сплайсинг (самосплайсинг) – автокаталитическое удаление
интронов из первичного транскрипта и ковалентное сшивание
экзонов между собой

27.

Редактирование РНК
Редактирование РНК – изменение последовательности нуклеотидов
в первичных транскриптах РНК путём вставки или делеции
5’ AGCTGCCAATTGCCGCATTCCAACCGGATACGCG 3’
3’ TCGACGGTTAACGGCGTAAGGTTGGCCTATGCGC 5’ ДНК
5’ AGCUGCCAAUUGCCGCAUUCCAACCGGAUACGCG 3’ РНК
3’ GGUUAACGGCGUAAGGUUGGCC 5’ gРНК
A
3’ GGUUAACGAAGCGUAAGAGUUGGCC 5’ gРНК
5’ AGCUGCCAAUUGC
CGCAUUC CAACCGGAUACGCG 3’
3’ GGUUAACGAAGCGUAAGAGUUGGCC 5’ gРНК

28.

5’ AGCUGCCAAUUGC
CGCAUUC CAACCGGAUACGCG 3’
3’ GGUUAACGAAGCGUAAGAGUUGGCC 5’ gРНК
5’ AGCUGCCAAUUGCUUCGCAUUCUCAACCGGAUACGCG 3’
3’ GGUUAACGAAGCGUAAGAGUUGGCC 5’ gРНК
5’ AGCUGCCAAUUGCUUCGCAUUCUCAACCGGAUACGCG 3’

29.

Контрольные вопросы:
- какие типы РНК транскрибируют разные типы РНК-полимераз?
- на каких стадиях транскрипции наблюдаются отличия в работе РНК-полимеразы II ?
- какие необычные структуры имеются в мРНК эукариот? каковы их функции?
- в чём заключается процесс сплайсинга?
- благодаря чему происходит точное разрезание РНК в процессе сплайсинга?
- какое преимущество даёт эукариотам явление альтернативного сплайсинга?
- в чём заключается общебиологическое значение открытия сэлфсплайсинга?