2-Mavzu: Transkripsiya, translyatsiya va oqsil sintezi Transkripsiya jarayoni

Transkriptomika, transkripsiya faktorlari. Transkripsiyaning qurilish bloklari. RNKning qurilish bloklari. Nukleotidlarning tuzilishi haqidagi muhokamamizdan eslaylikki, RNKning qurilish bloklari DNK tarkibiga juda o'xshash. RNKda qurilish bloklari nukleotid trifosfatlardan iborat tuzilgan riboza shakar, azotli asos va uchta fosfat guruhidan iborat. DNK va RNK qurilish bloklari o'rtasidagi asosiy farq shundaki, RNK molekulalari tuzilgan riboza qandlari bilan nukleotidlarni (dezoksiriboza qandlaridan farqli o'laroq) va uridinni, nukleotidni o'z ichiga olgan urasildan foydalaning (DNKdagi timidindan farqli o'laroq). E'tibor bering, urasil va timin tuzilish jihatidan bir -biriga juda o'xshash - uratsilda metil (CH) yo'q.₃) timin bilan solishtirganda funktsional guruh.
Transkripsiyaning boshlanishi. Ma'lum bir DNK bo'lagi (transkripsiyasi) ning RNK nusxasini yaratish uchun mas'ul bo'lgan oqsillar avval elementning boshlanishini tan olishi kerak.nusxa ko'chirish. A targ'ibotchi DNK ketma -ketligi bo'lib, unga turli transkripsiya mashinalari deb ataladigan oqsillar bog'lanadi va transkripsiyani boshlaydi. Ko'pgina hollarda, promotorlar ular boshqaradigan genlarning yuqori oqimida (kodlash hududiga 5 ') bor. Targ'ibotchining o'ziga xos ketma -ketligi juda muhim, chunki u hujayraning har doim, ba'zida yoki kamdan -kam hollarda genning tegishli kodlash qismini transkripsiya qilishini aniqlaydi. Promouterlar turlar orasida farq qilsa-da, shunga o'xshash ketma-ketlikning bir nechta elementlariba'zan saqlanib qoladi. Da-10va-35boshlanish joyining yuqorisida joylashgan hududlar ikkitadirtarg'ibotchi Kelishuv ketma -ketliklar yoki ko'plab targ'ibotchilar va har xil turlarga o'xshash hududlar. Ba'zi promouterlar konsensus ketma-ketligiga juda o'xshash ketma-ketlikka ega bo'ladi (eng keng tarqalgan ketma-ketlik elementlarini o'z ichiga olgan ketma-ketlik), boshqalari esa juda boshqacha ko'rinadi. Ushbu ketma-ketlik o'zgarishlari transkripsiyani boshlash uchun transkripsiya mexanizmining promouter bilan bog'lanishi mumkin bo'lgan kuchga ta'sir qiladi. Bu transkriptlar sonini nazorat qilishga yordam beradiyasaladilarva ular qanchalik tez -tez tayyorlanadi.
Proteinni kodlaydigan DNK transkripsiyasi birligida ham bo'lishi mumkin kodlash ketma-ketligi, oqsilga tarjima qilinadi va tartibga solish ketma -ketligiBu oqsil sintezini boshqaruvchi va boshqaruvchi. Kodlash ketma -ketligidan oldingi "yuqoridan" tartibga soluvchi ketma -ketlik beshta asosiy tarjima qilinmagan mintaqa (5'UTR) dan keyingi ketma -ketlik ("quyi oqimdan") uchta asosiy tarjima qilinmagan mintaqa (3'UTR) deb nomlanadi.
DNK replikatsiyasidan farqli o'laroq, transkripsiya DNK komplementida timin (T) bo'lgan barcha holatlarda uratsil (U) nukleotidini o'z ichiga olgan RNK komplementiga olib keladi.
DNKning ikkita ipidan faqat bittasi transkripsiya uchun shablon bo'lib xizmat qiladi. DNKning sezgir bo'lmagan qismi RNK polimeraza tomonidan transkriptsiya paytida 3 'uchidan 5' oxirigacha o'qiladi (3 '→ 5'). Komplementar RNK teskari yo'nalishda, 5' → 3' yo'nalishda, timin uchun urasilni almashtirishdan tashqari, sezgi zanjirining ketma-ketligiga mos keladi. Bu yo'nalish RNK ​​polimeraza faqat o'sib borayotgan mRNK zanjirining 3 'uchiga nukleotidlarni qo'sha olishi bilan bog'liq. Faqat 3' → 5' DNK zanjiridan bunday foydalanish DNK replikatsiyasida ko'rinadigan Okazaki fragmentlariga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi. Bu, shuningdek, DNK replikatsiyasida bo'lgani kabi, RNK sintezini boshlash uchun RNK primeriga bo'lgan ehtiyojni ham yo'q qiladi.
The yo'q DNKning shablonli (sezuvchi) zanjiri kodlash zanjiri deb ataladi, chunki uning ketma -ketligi yangi yaratilgan RNK transkripti bilan bir xil (urasilning timin bilan almashtirilishi bundan mustasno). Bu DNK ketma -ketligini taqdim etishda konventsiya tomonidan qo'llaniladigan ip. Transkripsiya ba'zi tuzatish mexanizmlariga ega, ammo ular DNK nusxa ko'chirish nazoratidan ko'ra kamroq va samaraliroq. Natijada, transkripsiya DNK replikatsiyasiga qaraganda kamroq nusxa ko'chirish aniqligiga ega.
Transkripsiya ga bo'linadi boshlash, promouterdan qochish, cho'zilish, va tugatish.

Sutemizuvchilar transkripsiyasida kuchaytirgichlar, transkripsiya omillari, vositachi kompleksi va DNK halqalari. Sut emizuvchilarda transkripsiya uchun sozlash ko'p sis-tartibga soluvchi elementlar, shu jumladan, genlarning transkripsiyasini boshlash joylari yaqinida joylashgan asosiy promotor va promotor-proksimal elementlar bilan tartibga solinadi. Asosiy transkripsiya omillari bilan birgalikda asosiy targ'ibotchilar transkripsiya boshlanishini yo'naltirish uchun etarli, lekin bazal faolligi past. Boshqa muhim cis-regulyatsiya modullari transkripsiyani boshlash joylaridan uzoqda joylashgan DNK mintaqalarida lokalizatsiya qilingan. Bularga kuchaytirgichlar, susturucular, izolyatorlar va bog'lovchi elementlar kiradi. Ushbu elementlar turkumi orasida kuchaytirgichlar va ular bilan bog'liq transkripsiya omillari gen transkripsiyasining boshlanishida etakchi rolga ega. Gen promouteridan uzoqda joylashgan DNK hududida lokalizatsiya qilingan kuchaytirgich gen transkripsiyasiga juda katta ta'sir ko'rsatishi mumkin, ba'zi genlar faollashtirilgan kuchaytirgich tufayli transkripsiyani 100 barobargacha oshiradi. 

Kuchaytiruvchilar - genomning asosiy gen tartibga soluvchi elementlari bo'lgan hududlari. Kuchaytiruvchilar hujayra turiga xos genlarni transkripsiya qilish dasturlarini boshqaradilar, ko'pincha maqsadli genlarning promouterlari bilan jismoniy yaqin bo'lish uchun uzoq masofalarni bosib o'tishadi. Yuz minglab kuchaytiruvchi DNK hududlari mavjud bo'lsa-da, ma'lum bir turdagi to'qimalar uchun faqat o'ziga xos kuchaytirgichlar ular tartibga soluvchi promouterlar bilan yaqinlashtiriladi. Miya kortikal neyronlarini o'rganishda 24 937 halqa topildi, ular maqsadli promouterlarga kuchaytirgichlarni olib keladi. Har biri koʻpincha maqsadli genlaridan uzoqda joylashgan oʻnlab yoki yuz minglab nukleotidlarda boʻlgan bir nechta kuchaytirgichlar maqsadli gen promotorlariga aylanadi va umumiy maqsadli genning transkripsiyasini nazorat qilish uchun bir-biri bilan muvofiqlasha oladi.
Ushbu bo'limdagi sxematik rasmda maqsadli genning promouteri bilan yaqin jismoniy yaqinlashish uchun aylanib yuruvchi kuchaytirgich ko'rsatilgan. Loop ulagich oqsilining dimeri (masalan, CTCF yoki YY1 dimeri) bilan barqarorlashtiriladi, dimerning bir a'zosi kuchaytirgichga bog'lovchi motifiga bog'langan, boshqa a'zo esa promotorga bog'lovchi motifiga mahkamlangan. rasmda qizil zigzaglar). Bir nechta hujayra funktsiyasiga xos bo'lgan transkripsiya omillari (inson hujayrasida 1600 ga yaqin transkripsiya omillari bor ) odatda kuchaytirgichning o'ziga xos motiflari bilan bog'lanadi va bu kuchaytirgich bilan bog'langan transkripsiya omillarining kichik kombinatsiyasi, yaqinlashtirilganda. maqsadli genning transkripsiya darajasini boshqaruvchi DNK halqasi bilan targ'ibotchiga. Mediator (odatda o'zaro ta'sir qiluvchi tuzilishdagi 26 ga yaqin oqsildan iborat kompleks) kuchaytiruvchi DNK bilan bog'langan transkripsiya omillaridan tartibga soluvchi signallarni to'g'ridan-to'g'ri promotorga bog'langan RNK polimeraza II (pol II) fermenti bilan bog'laydi.
Enhancer faol bo'lganda, odatda DNKning ikkala ipidan ham ikki xil yo'nalishda harakat qiladigan RNK polimerazalari bilan transkripsiya qilinadi va ikkita kuchaytiruvchi RNK (eRNK) hosil qiladi. Faol bo'lmagan kuchaytirgich faol bo'lmagan transkripsiya omili bilan bog'lanishi mumkin. Transkripsiya faktorining fosforillanishi uni faollashtirishi mumkin va bu faollashtirilgan transkripsiya faktori u bog'langan kuchaytirgichni faollashtirishi mumkin (rasmda kuchaytirgich bilan bog'langan transkripsiya faktorining fosforlanishini ifodalovchi kichik qizil yulduzni ko'ring). Faollashtirilgan kuchaytirgich maqsad genidan messenjer RNK transkripsiyasini faollashtirishdan oldin RNK transkripsiyasini boshlaydi.