В транскрипции, так же, как и в других матричных процессах, различают три стадии инициацию, элонгацию и термцнацию. Биохимические процессы в клетке принято делить на матричные и нематричные. Матричный биосинтез РНК (транскрипция) осуществляется при участии ферментов РНК-полимераз.

Синтез полипептидной цепи (ДНК, РНК или белка) в клетках складывается из трех основных этапов: инициации, элонгации и терминации. Элонгация — соединение очередного мономера с растущей полимерной цепью. Этот процесс происходит в активном центре фермента полимеразы. Затем участок, полимера к которому присоединился мономер, выдвигается из зоны активного центра фермента — это процесс транслокации. Это означает, что каждаяиз цепей содержитполную информацию о строении противоположной цепи. При расхождении двунитевой ДНК каждая из цепей может воспроизвести другую цепь — это процесс репликации.

Строение ДНК и репликация ДНК. Понятие о матричных процессах

Но не всегда репарация способна восстановить первоначальную структуру ДНК и процесс репликации происходит с поврежденной цепи ДНК. В этом случае происходит наследование повреждений — мутация. Рекомбинация не создает новых генов, но в результате этого процесса возникают новые комбинации признаков, которые могут оказаться весьма существенными при естественном отборе.

Инициация проходит на строго определенном участке матрицы ДНК, он называется промотор,и именно с ним происходит специфическое взаимодействие активного центра РНК-полимеразы.

Процесс транскрипции является точкой приложения многих биологически активных веществ, например антибиотиков и токсинов. Биосинтез белка согласно информации на РНК называется трансляцией (передачей). При этом тормозится синтез белка бактерий и не изменяется у животных. Цепи РНК, так же как и ДНК, состоят из четырех типов произвольно чередующихся нуклеотидов.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций:

Этот процесс называется репликацией, и он осуществляется с помощью фермента ДНК-полимеразы, способной вести комплементарный синтез ДНК по однонитевой матрице.

Гены рРНК организованы в мультигенное семейство. Число рибосомных генов 18S и 28S колеблется от 100 у мыши до 280 у человека и 780 у шпорцевой лягушки (Хепоpus). В состав эукариотического гена, кодирующего полипептидную цепь, входят: структурная часть и фланкирующие регуляторные участки с 5’и 3′-сторон. Структуру эукариотического гена рассмотрим на примере р-глобинового гена, состоящего из 3 экзонов и 2 интронов.

В глобиновом гене сайт терминации расположен через 1000 нуклеотидов от последнего экзона. В то время как каждый из глобиновых генов имеет свои регуляторные последовательности. Этот процесс обеспечивает точную передачу генетической информации из поколения в поколение.

Биосинтез РНК осуществляется ДНК-зависимыми РНК-полимеразами

Каждая молекула ДНК состоит из одной цепи исходной родительской молекулы и одной вновь синтезированной цепи. Такой механизм репликации называется полуконсервативным. В геноме таких сайтов может быть как всего один, так и много. С понятием сайта инициации репликации тесно связано понятие репликон. Синтез молекул РНК начинается в определённых последовательностях (сайтах) ДНК, которые называют промоторы, и завершается в терминирующих участках (сайты терминации).

У всех живых организмов ДНК является первичным носителем генетической информации. Это значит, что вструктуре молекулы ДНК в виде последовательности нуклеотидов записана вся программа, необходимая для жизнедеятельности клетки, ее реакции на различные внешние воздействия. У прокариот (доядерных организмов) вся наследственная информация представлена на одной кольцевой молекуле ДНК, состоящей из нескольких миллионов пар нуклеотидов.

У эукариот(имеющих клеточное ядро) — ДНК в основном сосредоточена в хромосомах. В каждой хромосоме содержится одна двунитевая ДНК, размер которой достигает сотен миллионов пар нуклеотидов. Относительно маленькие молекулы ДНК содержатся в митохондриях. Они необходимы для синтеза митохондриальных РНК и митохондриальных белков. Инициация — образование связи между мономерными звеньями создаваемой полимерной цепи. Далее мономер присоединяется к образовавшемуся димеру, тримеру, тетрамеру и т.д.

Он реализуется при участии ферментов ДНК-полимераз

Каждая программа, записанная на ДНК может быть многократно считана. Раскручивание двунитевой спирали ДНК для доступа к ней ДНК-полимераз осуществляется двумя ферментами: геликазой и ДНК-топоизомеразой. Кроме репликации, репарации и мутации ДНК может подвергаться гомологичной рекомбинации. Две близкие по своей первичной структуре молекулы ДНК, расположенные рядом объединяются в четырехнитевую структуру.

Эти участки не подвергаются считыванию и называются нетранскрибируемыми. После чего начинается синтез цепи РНК. ДНК содержит много таких промоторов и при изменении условий РНК-полимереза может присоединяеться к к другому промотору. Вновь синтезированная РНК еще не готова к выполнению своей функции и подвергается ряду превращений — процессингу.

Это подавляет синтез мРНК для многих жизненно важных белков. Он происходит на сложных надмолекулярных структурах — рибосомах, которые построены из рибосомных РНК и белков. На малой субъединице рибосомы расположен участок, на котором взаимодействуют кодон мРНК с антикодоном тРНК — это декодирующий участок.

На этом синтез полипептида заканчивается. Мономерами ДНК являются дезоксирибонуклеотиды. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, 5-углеродного сахара дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты.

В каждом транскриптоне транскрибируется только одна из двух цепей ДНК, которая называется матричной, вторая, комплементарная ей цепь, называется кодирующей. К матричным относят синтез ДНК, РНК и белков, их созревание и модификацию, а к нематричным — синтез низкомолекулярных соединений: аминокислот, азотистых оснований, Сахаров. Репликация у эукариот начинается сразу в нескольких точках на молекуле ДНК, что значительно ускоряет процесс синтеза.