Гетерогенная ядерная РНК

Однако вскоре стало ясно, что мРНК не является первичным продуктом транскрипции. Существует ядерная РНК (яРНК), которая по размерам намного больше, чем мРНК, и которая характеризуется существенно более коротким временем полужизни, чем цитоплазматические мРНК. Из-за большого разнообразия в размерах эти молекулы были названы гетерогенной ядерной РНК (гяРНК). Молекулы гяРНК имеют длину приблизительно 5–19·10³ нуклеотидов, тогда как размеры мРНК составляют обычно 2·10³ оснований, и распадаются с периодом полужизни, измеряемым минутами вместо часов, как для мРНК (см. обзор Lewin, 1980). У зародышей морского ежа период полужизни мРНК составляет около 5 ч, а период полужизни ядерной РНК около 20 мин. Взаимоотношение между гетерогенной ядерной РНК и цитоплазматической мРНК оставалось

Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. 2: Пер. с англ. – М.: Мир, 1994. – 235 с.

178 _______________ ГЛАВА 13 _____________________________________________________________________________

Рис. 13.1. Схема выделения ядерной РНК (яРНК). содержащей последовательности, кодирующие глобины.

предметом споров до 1977 г., когда в нескольких лабораториях в составе больших молекул ядерной РНК ¹ были обнаружены последовательности мРНК.

Исследователи (Bastos, Aviv, 1977) изолировали глобиновую мРНК мыши и получили к ней комплементарную ДНК (кДНК) с помощью обратной транскриптазы (рис. 13.1). Затем эту кДНК пришили к гранулам целлюлозы.

В присутствии радиоактивного уридина были выращены гемоглобинсинтезирующие клетки. Из этих клеток экстрагировали радиоактивную РНК и пропустили ее через приготовленную колонку. Все РНК-последовательности, кодирующие глобины, должны были связаться на колонке. Никакие другие РНК-последовательности не могут быть «выловлены» подобным образом. Связавшуюся РНК экстрагировали, промывая колонку растворами с низкой ионной силой, которые разрывают связи, удерживающие комплементарные молекулы друг с другом. Если клетки метили в течение 5 мин, то большая часть радиоактивной РНК, связавшейся на колонке, характеризовалась коэффициентом седиментации 27 S, a размеры ее составляли около 5000 нуклеотидов (приблизительно в восемь раз длиннее, чем цитоплазматическая глобиновая мРНК).

Однако если мечение останавливали, а РНКэкстрагировали 5 минутами позже, то глобиновые последовательности обнаруживали в меньшей по размерам фракции 15 S. Окончательно кодирующие глобины РНК выявлялись как 10S-последовательности (600 нуклеотидов), характерные для цитоплазматической мРНК. Таким образом, гетерогенная ядерная РНК содержит предшественники цитоплазматической глобиновой мРНК. Другая группа исследователей (Haines, Perry, 1977) получила сходный результат, когда использовала кДНК ко всей популяции мРНК из культивируемых клеток мыши: кДНК-зонд связывался с гигантскими последовательностями гетерогенной ядерной РНК. Следовательно, эукариотическая ДНК транскрибирует большие ядерные РНК, которые служат предшественниками для меньших цитоплазматических мРНК.