Синтез РНК в тканях, его биологическая роль. Типы РНК-полимераз.

Транскрипция РНК.

Синтез РНК представляет собой первый этап реализации генетической информации в ходе которого эта информация переписывается на молекулу РНК и только в этом виде становиться доступной для ее использования в клетке.

В результате транскрипции образуется

во-первых матричная РНК

во-вторых структурная РНК (рРНК, тРНК, мяРНК)

Основная масса РНК синтезируется в клетке в интерфазе. Причем скорость синтеза отдельных молекул РНК в клетке примерно в 20 раз превышает скорость синтеза ДНК в S фазе клеточного синтеза. Синтез РНК носит достаточно избирательный характер.

В большинстве клеток функциональные последовательности различных классов РНК копируются в целом примерно с 1% последовательностей ДНК.

В клетках разных типов транскрибируются 2 класса генов.

Один класс генов известны под называнием - гены домашнего хозяйства транскрибируются практически во всех клетках. Продукты этих генов отвечают за процессы жизнеобеспечения клеток. Например обеспечивают синтез ферментов гликолиза, цикла Кребса.

Второй класс генов транскрибируются только в клетках той или иной ткани, а

; продукты отвечают за синтез белков обеспечивающих выполнение той или иной ткани

своих специализированных функций. Примером могут служит гены транскрибируемы в

гепатоцитах и обеспечивающие синтез белков участвующие в процессах свертывания крови.

В клетке имеется 3 ДНК полимеразы.

1. ос-ДНК-полимераза принимает непосредственно участие в репликации хромосомной ДНК.

2. р-ДНК-полимераза участвует в процессах репорации.поврежденной хромосомной ДНК.

3. у-ДНК-полимераза обеспечивает репликацию митохондриальной ДНК.

У а-ПНК-полимеразы выделяют 3 наиболее важных функции

1. Способна ббирать на основе указания матрицы из окружающей среды комплементарные дезоксинуклеозидтрифосфаты.

2. Катализирует образование фосфодиэфирной связи между 3' концом синтезируемой дочерней цепи ДНК и фосфатной группировкой очередного дезоксирибонулеотида.

3. Фермент способен контролировать правильность сборки дочерней молекулы ДНК.

Для работы а-ДНК-полимеразы необходимы 3 условия.

1. ДНК-полимераза способна присоединять новые нуклеогшдные остатки к уже имеющемуся фрагменту дочерней цепи ДНК. Она не можрт синтез дочерней цепи и нуля.

2. Фермент может работать только на одноцепочечной матрице

3. Фермент способен синтезировать дочернюю цепь ДНК только в направлении 5'-3' причем работая при этом на антипараллельной матричной цепи.

Реплицируемая молекула ДНК не удовлетворяет ни одному из и этих требований, поскольку она представляет собой двойную плотно закрученную структуру и: антипараллельных цепей без каких-либо разрывов в районе которых мог бы присоединиться и начать свою работу данный фермент. Все эти сложности разрешаются в ходе работы репликазного комплекса.

Этот комплекс формируется с помощью инициаторных белков в зоне сайта инициации репликации.

В состав этого комплекса входят ферменты и неферментные белки формирующие одноцепочные матрицы на которых может работать ДНК-полимераза.

Расплетение двойной спирали ДНК осуществляется с помощью ДНК-хеликаз и топоизомераз, так же белков связывающих одноцепочечную цепь ДНК (SSB - белки)

ДНК-хеликаза способна связываться с одной из цепи ДНК и двигаться по этой цепи расплетая по ходу своего движения двойную спираль ДНК. Этому процессу помогают ДНК-топоизомераза, раскручивающая цепи ДНК, и множество молекул дестабилизирующего белка (SSB-белки), связывающихся с обеими одиночными цепями ДНК.