Transkripcia

– PROCES TRANSKRIPCIE, PREPIS GI Z DNA na mRNA

TRANSKRIPCIA je syntéza molekúl RNA, teda proces, pri ktorom sa GI zakódovaná v molekule DNA prepisuje do molekúl RNA.

Na rozdiel od replikácie je asymetrická – prepisuje sa len 1 z komplementárnych reťazcov DNA.

Je prvým krokom v expresii génov, ktoré kódujú proteíny.

Zo všetkých DNA 90-95% kóduje mRNA, 0,4% rRNA a 0,03% tRNA.

SPOSOBY SYNTÉZY RNA

1. Syntéza RNA závislá na RNA

Realizuje sa u vírusov, u ktorých je GI uložená v RNA za účasti RNA polymerázy závislej na RNA = RNA replikázy

Je viazaná na hostiteľskú bunku a vyžaduje primer

                  vírusový templát RNA

( XMP )n + XTP     →     ( XMP )n + 1 + PP

                        RNA replikáza

2. Syntéza RNA katalyzovaná polynukleotiddifosforylázou

Nachádza sa u niektorých baktérií, vyžaduje prítomnosť primeru a Mg²⁺

Syntéza RNA z RNA

( ADP )n                                                                                 ( AMP )n

     +                                                                                                     |

( CDP )n                                      + n H₂O, Mg²⁺                     ( CMP )n

     +                 + RNA očko                →                             |                     + ( 4 H3PO4 )

( GDP )n             ( vzor )             ←                        ( GMP )n

     +                                                             - H₂O                                |

( TDP )n                                                                                 ( TMP )n

3. Biosyntéza RNA závislá na DNA

Prebieha u väčšiny prokaryotických  a eukaryotických organizmov

Realizuje sa na matrici DNA za účasti RNA polymerázy závislej na DNA

( ATP )n                                                                                 ( AMP )n

     +                                                                                                     |

( CTP )n                                 RNA  polymeráza                   ( CMP )n

     +                 + DNA matrica            →                             |                       + ( 4 PP )n

( GTP )n                                                Mg²⁺                     ( GMP )n

     +                                                                                                       |

( TTP )n                                                                                 ( TMP )n

MECHANIZMUS TRANSKRIPCIE

Každý prepis prebieha v istom úseku DNA, ktorý nazývame TRANSKRIPČNÁ JEDNOTKA. Tvoria ju gény, ktoré budú prepisované, na jednom konci začína promótorom, na druhom končí terminátorom a kóduje daný typ RNA.

1. INICIÁCIA

σ podjednotka RNA polymerázy vyhľadá oblasť promótora

Enzým sa viaže na väzobné miesto promótora ( TATA box, PRIBNOWOVA SEKVENCIA ). Špecifické sekvencie medzi rozpoznávacím a väzobným miestom promótora zabezpečujú správnu orientáciu RNA polymerázy na templáte DNA

Dochádza k lokálnej denaturácii DNA, vzniká tzv. TRANSKRIPČNÁ BUBLINA

2. ELONGÁCIA

σ podjednotka sa odštiepuje od enzýmu a samotnú elongáciu zabezpečuje jadro enzýmu    ( podjednotky α1, α2, β, β´ )

Reťazec rastie v smere 5´→ 3´

Rýchlosť elongácie ( a transkripcie ako takej ) je 20-50 nukleotidov za sekundu

Úlohou RNA polymerázy je:

·        Identifikácia DB v reťazci DNA

·        Zabezpečenie správnej orientácie nukleotidov ku komplementárnym zásadám v DNA

3. TERMINÁCIA

Terminátor transkripčnej jednotky je tvorený niekoľkými po sebe idúcimi pármi CG, ktoré sa viažu za vytvorenia vlásenkových štruktúr

Medzi vlásenkami sa nachádza krátka sekvencia, ktorá vytvára nespárené OKO = štruktúru, ktorá bráni ďalšiemu pohybu RNA polymerázy

Koniec terminátora je tvorený 4-8 AMP, ktoré sa prepíšu ako UMP a napomáhajú uvoľneniu RNA z DNA

ρ podjednotka – faktor terminácie identifikuje terminátora a viyže sa na jadro RNA polymerázy

Syntéza RNA sa končí, RNA sa uvoľňuje z komplexu DNA/RNA, DNA spätne špiralizuje

FOREX