Цитоплазма мен сыртқы ортада К+, Na+ иондарын белгілі бір арақатынаста ұстау
жүктеу/скачать 9,18 Mb.
|
Репликацияныңнегізгіферменттері:ДНҚ-полимераза–ДНҚтізбегінсинтездейді топоизомераза–репликациялықайыралдындағыДНҚ-ыңсуперспирализациясынбосаңсытады,тарқатады хеликаза-ДНҚтізбектерінажыратады SSBақуыздары–ажырағанбіртізбектіДНҚбөліктерінтұрақтандырады лигаза–ДНҚфрагменттерін тізбектептігеді РНҚ-праймаза-ДНҚ-полимеразаүшінРНҚ-бастаушты (праймерлер)синтездейді РепликациялықайыраймағындағыДНҚрепликацииясыныңсызбасы Репликацияныңөте жоғары дәлділігі қосымша ДНК-полимеразамен қамтамасызетіледі. Бұл ферменттің қызметі ДНҚ комплементарлық ұстанымдарын және дұрыс емеснуклеотидтердіалыптастайдытүзетужәнежөндеужүргізеді. Прокариоттарда секундына 3000 жұпқа жуық нуклеотидтер, алэукариоттарда -секундына 100-300жұпнуклеотидтерсинтезделеді. Дегенмендерепликациякезіндегігендік(нүктелік)мутациялар–азоттынегіздердіңалмасуы,репликацияқателіктерінеәкеледі.УотсонжәнеКрикқосспиральды ДНҚ моделінің негізінде ДНҚ-ңазоттық негіздерінің алмасуының алғашқымеханизмінұсынған.Олардыңкөзқарастарыбойыншануклеотидтерарасындағакомплементарлы A-T және G-C жұптары арасындатаутомеризаця жүруі де мүмкін, бұлжағдайдакомплементарлықконформациясыөзгереді,аденингуанинніңқызметіне,гуанин-аденинге,цитозин-тиминге,тимин-цитозингеауысады.Соныменқатаррепликацияныңбұзылусебептерідеәртүрліболуымүмкін.Мысалы,ультракүлгінсәуленіңәсеріненнуклеотидтерконцентрациясыныңөтежоғарынемесеөтетөменболуы, пуриндік негіздердің спонтанды түсіп қалуы, цитозиннің дезаминденуі себебіненурацилге айнала алады. Пайда болған қателіктер мен бұзылыстар репарациялық үдеріспенжәнеДНҚ-полимеразаныңжөндеужәнетүзетужүргізеалуқабілетінебайланыстықателіктер түзетіліп отырады, ал кейбір жағдайларда ДНҚ молекуласындаға қателіктертүзетілмейқалыпқояды.ЕгерзақымдануларДНҚ-ңфункциональдыактивтіемесаймағындаөтетінболса,ондаондайқателіктерфенотиптіккөрінісбермейдіжәнеешқандай зілді қауіптер байқалмайды, бірақ қандайда бір генде нуклеотидтер қатарыныңжұптасуындақателіктеркететінболса,ондафенотиптікөзгерістіңкөрінісберумүмкіндігікөбее түседіде гендікаурулардыңпайда болуына әкеледі. Репликацияүдерісінеәртүрлісыртқыортафакторлары,соныңішіндедәрілікзаттардаәсеретеді.Мысалы,дауномицинжәнеісіккеқарсыпрепараттарДНҚқұрылысынөзгертеді,нәтижесіндерепликацияферменттеріжұмыстарынтоқтатады.Мысалы, топоизомераза ДНҚ босаңсыту (деспиралдандыру) мүмкіндігінен айырылады.АлкилдеушізаттартиофосфамидтердеДНҚмолекуласындағыазоттынегіздердіңмодификациясын тудырады да репликация ферменттерінің жұмысын тоқтатады.ДНК-топоизомеразасыныңингибиторы-новобиоцинферменттержұмысынаараласыпДНҚдеспиральдануынтоқтатады. Сонымен репликация үдерісі генетикалық ақпараттың берілуінің негізгі кезеңі, ондағыбұзылыстар жасушаның ары қарай бөлінуін тоқтатуы мүмкін. Сол сияқты репликацияжылдамдығының(төмендеуі)өзгеруімүшелердіңдамымайқалуына,эмбриогенезде репликацияныңжоғарлауымүшеніңгиперплазиясынажәнегендікаурулардыңпайдаболуынасебепшіболады. ДНҚ молекуласындаға генетикалық ақпаратрибонуклеин қышқылының (РНК)молекуласынаберіледі.РНҚ-ңДНҚ-данайырмашылығықантмолекуласыдезоксирибозаныңорнындарибозажәнеазоттынегізі-урацил(тиминніңорнына)аденинге комплментарлы. ДНҚ транскрипциясы инициация, элонгация және терминациисатыларынантұратынДНҚекітізбегініңбіріненРНҚмолекуласысинтезделетінматрицалықүдеріс. Инициация - алғашқы нуклеотид аралық байланыс РНҚ-полимеразаныңпромоторыменбайланысуынанбасталады.ОсыкездебелгібіржерденДНҚтізбегітарқатылыптранскрипциялық«көзше» пайдаболады.ПрокариоттардаРНҚ-полимеразаПрибновбокстың нуклеотидтерқатарындағы(сигма) – факторды таниды, соңынан оған екі тізбегінен,(бета)(беташтрих)және (омега)суббірлігінентұратынкор-ферментқосылады. Бұл кешен холофермент деп аталып транскрипцияның басталу нүктесіне қарайжылжиды, бірнеше нуклеотидтер транскрипцияланғанан кейін,фактор ферментіменбайланысынүзеді,тек қана кор-ферментДНҚбойыменжылжиды. Эукариоттардың РНҚ-полимеразасы өздігінен транскрипцияны инициациялай алмайды,оғанжалпытранскрипциялықфактор-ақуызы(ЖТФ)қажет.ОлРНК-полимеразаныТАТА-бокспен байланыстырады және бұл кешен (РНҚП+ЖТФ) транскрипцияның басталунүктесіне қарайжылжиды. Элонгация - РНҚ тізбегінің ұзаруы, транскрипцияның басталу нүктесінен басталып жәнетерминациялықсайттауниполярлы,консервативтіжәнекомплементарлыұстанымменаяқталатынүдеріс. Терминация- транскрипцияның аяқталуы, генніңтерминациялық сайтқатарындағы ГЦ-ға бай бөлігінде бір тізбекті РНҚ молекуласының бөлініп шығуымен аяқталады.ДНҚәрбірбөлігіндетранскрипцияныңаяқталуынанкейінекітізбектіДНҚмолекуласыбастапқықалпынакеледі. ТранскрипцияүдерісінеарнайыферментРНҚ-полимеразаменқатаркөптегенинициациялық,элонгациялықжәнетерминациялықреттеушіақуызфакторларыдақатысады.Мұндайақуыздартранскрипцияныңбасталужәнеаяқталуүдерісінжәнеалғашқыөнімніңдеңгейініңреттелуінқамтамасызететінгендердіңреттеушіқатарларыменбайланыстүзеді. Эукариоттар транскрипциясының ерекшелігіде сол активті емес ядролық РНҚ түзіледіжәнепостранскрипциялықмодификация-процессингті(пісіп-жетілу)жүргізуболыптабылады.Процессингүдерісіндежүреді: «кэп»-51ұшына–метилденгенгуанозинніңқосылуы полиадениннің-31полиадениндік«құйрықтың»жалғануы сплайсинг-интрондардыңқырқылуыжәнеэкзондардыңтігілуі Посттранскрипциялықмодификация Транскрипцияның алғашқа өнімі немесе ядролық РНҚ, цитоплазмалық РНҚ қарағандаактивті емес (жетілмеген)және одан әлде қайда ұзын болады. Жетілмеген ядролық РНҚқұрамында ақпараты бар, кодталатын қатарлардан (экзондардан) және ішінде ақпаратыжоқнемесекодталмайтынқатардан(интрондар)тұрады. Транскрипцияның алғашқа өнімі а-РНҚ, гетерогенді ядролық РНҚ(гя РНҚ) деп аталадынемесе про-а-РНҚ,онда 500-50000нуклеотидтер қатарыболады. Гя-РНҚәртүрліөзгерістергеұшырауымүмкін: КейбіргендердіңтранскриптыРНҚ-ыцитоплазмағаөтпейді,жетілгенцитоплазмалықРНҚайналмайды,ядрода-ақжойылады. Алғашқы әрбір геннің РНҚ транскрипты толықтай процессингке ұшырамайды,тек ядролық РНҚ біраз ғана (25%) бөлігі жетілгена-РНҚ айналады. Қалған 75% ядродажойылады.СоныментекбарлықРНҚтек5%ғана цитоплазмаға өтеді. Ядролық РНҚ жетілген функциональды активтіа-РНҚ айналуы және цитоплазмаға немесепроцессингте іскеасады: 1.ЯдролықРНҚ-ныңцитоплазмағаөтіп,жетілген,функциональдыактивтіа-РНҚ-ғаайналуынемесепроцессингмынаәрекеттердіқамтижүреді: «Қалпақ» жалғану немесе«кэп» жалғану. «Кэп» жалғану үдерісі пре-а-РНҚ-ның 51 –ұшына метилденген гуанозиннің жалғануы. Мұны 7 метилгуанин (7-МеГ немесе m7Г) депатайды,ол5/–5/арасындағасирек байланыстытүзеді. «Кэп» жалғану РНК – полимераза II транскрипцияның инициация сайтынан ажырауынадейінжәненуклеотидтердіңқырқылуыменсплайсингүдерісініңбасталуынадейінбасталады.Кейде«Кэп»жалғанунуклеотидтердіңқантмолекуласыныңқосымшаметилденуі 5/-ұшына (7-Мег-5/-РРР-5/), рибозаның 3/ ұшының Г немесе Аметилденуімоно-жәнетрифосфаттануынасайкеледі. «Қалпақ»жалғанудыңбиологиялықмаңызы«сар»-қалпақа-РНҚ–нынуклеазаферменттерініңбұзуәрекетіненқорғайды,соныменқатарақуыздыңбиосинтезінеқатынасатынфакторлардыңа-РНҚ-нытаныпбайланысуынакөмектеседі.Мұндай7-МеГ- «қалпақ»гистондыбелоктардыңа-РНҚ-даболмайды. Полиадениндік «құйрықтың» жалғануы, а-РНҚ-ның 3/ұшына поли-А-фрагменттіңжалғауыекікезеңнентұрады: а)эндонуклеазаферментіпре-а-РНҚ-ны(біріншіреттіктранскриптті)белгіліучаскеде кеседі. б) пре-а-РНҚ-ның кесілгеннен кейінгі түзілген 31 ұшына полиаденилдік фрагмент(«құйрық»)жалғанады.Бұлүшінарнайыфермент–поли-(А)-полимеразақатынасыпсубстратретіндеАТФ-тыпайдаланады,процестіңөзінполиаденилденудепатайды.Жалғанған полиаденилдік фрагмент шамамен 200-ге жуық нуклеотидтен тұрады. Әдеттеполиаденилденупре-а-РНҚ-ның30%қамтижүрсе,жетілгена-РНҚтізбегінің-70%жуығынқамтиды. Көптегена-РНҚгистондыақуыздары31ұшындаполиаденилденужүрмейдіяғнипроцессингполи–Ажалғанусызөтеді. ПроцессингкішіядролықРНҚУ(У7snRNA)57жұпнегіздерэкстенсивтікомплементарлыжұптасуыгяРНҚгистондыақуыздарыменбайланысыарқалыіскеасырылады. РНҚсплайсингі-алғашқытранскриптанкодталмайтынқатардыңнемесе интронның қырқылуын және РНҚ-ың қалған фрагменттерінің, кодтаушы қатардың немесеэкзондардың тігілуінен жетілген функциональдық активті а-РНҚ молекуласының түзілуінбақылайтынүдеріс. Пре-а- РНҚ-дағы интрондардың қырқылып түсуі мен экзондардың жалғану механизмдеріжайлы нақты дәйекті мәліметтер әлі де жеткіліксіз. Әр интронды учаскенің басы менаяғынданақтыконсенсустықнуклеотидтержүйесіорналасқан:кез-келгенинтронәрдайымГ-У-менбасталып,А-Гдуплетіменаяқталады.Екіншіден,бұлнуклеотидтікжүйелердідұрыстаныптабуүшінарнайыкішіядролықРНҚ-лардыңбелоктықбөлшектері(snRNP)қатысады. Сплайсеосоманың сол жақ (ГУ)ұштарын кіші ядролық РНҚ-ң У1, ал оң жақ ұшынкішіядролық РНҚ-ңУ5таныйды. Кіші ядролық РНҚ интрондар ішінде болатынбасқада консенсустық «жеке сайтты»,қатардытаниды. Кіші ядролық РНҚ-ң У4 және У6сплайсеосомалар түзуге қатысады, бірақ олардың роліәлібелгісіз. Сплайсинг механизміаса дәлдікпен жүруі тиіс, интрондың қырқылуы мен экзондардыңтігілуіндекететінқателіктертігілгенкодондардыңкодталуыныңбұзылуынаәкеледі,соның нәтижесіндемутанттыақуыздың түзілуінемесеоныңсиинтезделмеуімүмкін. Сплайсингтің молекулалық механизміжетілген РНҚ молекуласына бастама беретінРНҚ(про- а-РНҚ,гетерогендіядролықРНҚ) біріненсоң біріретпен жүретін күрделіүдерісі. КішіядролықРНҚ(мяРНҚ)жәнеақуыздарсплайсингүдерісінеәсеретеотырыптиімділігіне әсер етеді.Кіші молекулалық РНҚ-ң гя-РНҚ молекуласымен бірігуі (про –а-РНҚ) Г – Ц және А – У комплементарлы ұстанымы бойынша іске асады.Интрондардыңқырқылыпалыныптасталуыжүреді,егерэкзондаршекарасындабіржағындаалмаспайтынГУ(консенсусты)нуклеотидтеріекіншіжағындаАГболатынболса.Нүктелікмутациянәтижесіндебұлнуклеотидтердіңалмасуыжүретінболса(мысалыгуаниннің (Г) адининге (А)сплайсинг бұзылады, мутантты ақуыз түзіледі немесеақуызтүзілмейді.Мысалы,мұндай мутацияадамгемоглобинініңгененорыналған,тұқымқуалайтынанемияғаәкеледі. Экзондаршекарасындағынуклеотидтерарасындағыүзілістерэкзон1менинтронарасында аденинмен интронныңбірінші нуклеотидінің (Г) байланысы ілмектің пайдаболуынаәкеледі,нәтижесіндеинтрондаралыныпэкзондарбір-біріментігіледі.Экзондардың сплайсингінің арасында кіші ядролық (мя РНК) РНҚ үш типті 2,5, және 6болады. Кіші ядролық (мя РНК)РНҚмолекуласындажұптаспаған нуклеотидтер 5 РНҚқос спиральды ілмегін түзеді. Ілмек нуклеотидтері экзондармен сутекті байланыс түзіп,бірін-біріжақынұстаптұрады. Кіші ядролықРНК 2(мя РНК)молекуласыинтрондарарасындағыбайланысты ұстайотырып,мяРНҚ6бөлігімен«жұптасады».Аралыққұрылымныңерекшелігідесол,интрондар шетіндегі екі гуаниндер арасындағы байланысты түзеді. Мұндай байланыстарэкзондарды ұстап тұрады да сплиайсингті қамтамасыз етеді. Кіші ядролық РНК 6(мяРНК)сплайсингтіңбелгілібіркезеңіндеактивтіболады. Сплайсингүдерісінеферменттікқызметатқаратынбірқатарбелоктарқатынасады: энергиякөзіретіндеқызметатқаратын белоктарАТФ-азалар; РНҚ-геликазалар–сплайсингбарысында түзілгенқосарлана ширатылған РНҚ-РНҚтізбектерді тарқатудыжәне кіші ядролық РНҚ-лар арасындағыРНҚ-РНҚ-лық (мысалы,мя РНК 4- мя РНК 6) өзара әрекеттесулерді бұзу арқылы ДНҚ молекулаларының арасындажаңа байланыстардыңтүзілуінқамтамасызететінферменттер. Олай болса, сплайсинг күрделі үдеріс, оның реакциялары рибонуклеотидтік ірі кешенде,бірнешеРНҚмолекулаларыжәнеондағанбелоктардыңқатынасуыменжүреді. жүктеу/скачать 9,18 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|