Реализация геномной информации. Процессинг и сплайсинг РНК

• Транскрипция отличается от репликации ДНК.  

• Синтезируемая цепь РНК временно спаривается с матричной цепью ДНК.  

• Кодирующая цепь ДНК идентична транскрибируемой РНК, за исключением перевода тимина в урацил.  

• РНК-полимераза у бактерий имеет сигма-субъединицу, которая связывает промоторы.  

• Сигма-субъединицы различаются в зависимости от условий, таких как азотный голод или споруляция.  

• Комплекс холла включает РНК-полимеразу и сигма-субъединицу.  

• Терминация происходит за счет палиндромных последовательностей в РНК.  

• Шпилька приводит к информационным изменениям в РНК-полимеразе.  

• У-богатый участок облегчает разрыв шпилек.  

• РНК-полимераза II транскрибирует белок-кодирующие гены.  

• РНК-полимераза I транскрибирует сателлитную ДНК.  

• РНК-полимераза III транскрибирует малые РНК.  

• Важный белок инициации - ТАТА-связывающий белок.  

• Инициаторный комплекс загружает РНК-полимеразу.  

• Процесс инициации сложен и требует множества белков.  

• РНК-полимераза имеет концевой домен, на который садятся белковые субъединицы.  

• Эти субъединицы участвуют в созревании РНК.  

• Концевой домен выполняет роль связующего клея для РНК-полимераз.  

• РНК-полимераза добавляет кэп на 5'-конец РНК.  

• Кэп метилируется, что добавляет стабильности РНК.  

• Фермент, добавляющий кэп, связывается с концевым доменом РНК-полимеразы.  

• РНК-полимераза останавливается на сигнале остановки транскрипции.  

• Специальные белки, такие как CPSF, определяют точку остановки.  

• Полиа-полимераза наращивает полиа-хвост, который стабилизирует РНК  

• Полиуреиловый хвост P-хвост способствует стабильности мРНК.  

• P-хвост навешивается на мРНК, если она некачественная или бракованная.  

• P-хвост помогает мРНК деградировать после укорочения.  

• Деградация мРНК происходит с помощью белковых комплексов.  

• Экзосомы и другие комплексы распознают P-хвост и режут мРНК.  

• P-хвост может защищать мРНК от деградации, но чаще способствует ей.  

• мРНК гистонов имеют шпильку на 3'-конце вместо P-хвоста.  

• Шпилька защищает мРНК гистонов от деградации в S-фазе клеточного цикла.  

• После S-фазы шпилька расщепляется терминальной уридилтрансферазой.  

• Псевдоуридинирование увеличивает стабильность мРНК.  

• Псевдоуридинирование используется для регуляции уровня мРНК.  

• РНК-полимераза удерживается на ДНК благодаря длинному P-хвосту мРНК.  

• Терминация может происходить по механизму "торпеды" или "аллигатора".  

• Укорочение P-хвоста влияет на конформацию РНК-полимеразы, что приводит к её отщеплению.  

• РНК-полимераза I синтезирует рибосомальную мРНК.  

• Промоутер РНК-полимеразы I состоит из вышележащих элементов и центрального промотора.  

• Дата-связывающий белок играет ключевую роль в инициации транскрипции.  

• РНК-полимераза III транскрибирует малые РНК и экспортирует белки.  

• Промоутеры РНК-полимеразы III находятся внутри кодирующей последовательности.  

• Ретро-транспозиция сохраняет активность промоутеров, что важно для малых РНК.  

• У дрожжей есть механизм терминации по принципу шлагбаума.  

• Барьерные белки заставляют РНК-полимеразы прекращать транскрипцию.  

• Экзосомы расщепляют РНК, которая зашла за барьер.  

• РНК-полимераза 1 транскрибирует ген, содержащий три рибосомальные РНК.  

• Участок терминации содержит последовательности, предотвращающие выход РНК-полимеразы за пределы гена.  

• У разных организмов механизмы терминации различаются, но мотив одинаков.  

• РНК-полимераза 3 терминирует аналогично бактериям.  

• Терминаторная последовательность сворачивается в шпильку, что приводит к информационным изменениям в РНК-полимеразе.  

• Участок терминации РНК-полимеразы 3 богат А-У парами.  

• У эукариот кодирующая последовательность генов прерывиста и состоит из экзонов и интронов.  

• Экзоны соединяются в ходе сплайсинга, образуя непрерывную кодирующую последовательность.  

• Сплайсинг вырезает интроны, оставляя только экзоны.  

• Сплайсинг был открыт на примере аденовируса.  

• Ученые смешали зрелую РНК аденовируса с расщепленной ДНК и провели гибридизацию.  

• Некоторые последовательности РНК не гибридизовались с ДНК, что указывало на наличие интронов.  

• Негибридизующиеся последовательности РНК были названы интронами.  

• Экзоны остаются в зрелой РНК, а интроны вырезаются.  

• Диаграмма показывает, что сложность организмов увеличивается с числом интронов на ген.  

• С ростом сложности организма увеличивается число интронов.  

• Возможны два объяснения: интроны помогают в достижении сложности или они возникают из-за той же причины, что и сложность.  

• Второе объяснение более вероятно, но первое также возможно.  

• Интроны могут размножаться, когда отбор на их удаление слаб.  

• У простейших интронов мало, у позвоночных и цветковых растений их много.  

• Аппарат сплайсинга использует консенсусные последовательности для вырезания интронов.  

• Интроны имеют консервативные последовательности, которые помогают в вырезании.  

• Кодирующие последовательности должны кодировать аминокислоты, что требует дополнительных изменений.  

• Существуют сайты сплайсинга и разветвления, которые важны для процесса.  

• Вырезание интронов происходит за счет РНК, а не белков.  

• РНК проводит две реакции трансэтерификации, создавая структуру петли лассо.  

• После вырезания интрона, он подвергается деградации.  

• Малые ядерные рибонуклеопротеиды помогают РНК интрона в процессе сплайсинга.  

• Выделены несколько стадий сплайсинга, включая стадии E и A.  

• Стадия E включает распознавание концов интрона и сайта разветвления.  

• Каждое связывание сопряжено с гидролизом АТФ, что повышает точность процесса.  

• Малые ядерные РНК помогают в формировании комплексов и проведении реакций трансэтерификации.  

• Взаимодействие между РНК и белками повышает точность процесса.  

• Взаимодействие между РНК и белками улучшает точность процесса.  

• Удва связывает сайт разветвления, что облегчает первую реакцию трансэтерификации.  

• Взаимодействие между У6 и У2 запускает первую реакцию трансэтерификации.  

• Сплайсинг происходит во время транскрипции.  

• РНК-полимераза копирует 5'-конец, затем 3'-конец.  

• Сайт разветвления связывается с малыми ядерными РНК и белками.  

• Сплайсосома содержит около 150 белков.  

• Белки сплайсосомы взаимодействуют с другими белками ядра.  

• Сплайсосома участвует в модификации хроматина и транскрипции.  

• Хроматин модифицируется для активации и защиты.  

• Модификации включают диметилы и ацетилы.  

• Модификации влияют на связывание малых ядерных РНК и стадии сплайсинга.  

• Самоспласирующиеся интроны вырезаются сами по себе.  

• Они работают с малыми ядерными РНК.  

• Существуют две группы самоспласирующихся интронов, отличающиеся механизмом сплайсинга.  

• Самоспласирующиеся интроны группы 2 могут быть рибозимами.  

• Они могут катализировать реакции, расщепляя РНК.  

• Взаимодействие с комплементарной последовательностью РНК активирует сплайсинг.  

• Самоспласирующиеся интроны группы 2 используют нуклеотид G для атаки.  

• Они взаимодействуют с малыми ядерными РНК для активации сплайсинга.  

• Процесс включает связывание с У2 и У6 РНК, что приводит к вырезанию интрона.  

• Интерны группы II имеют линейную последовательность с пятью и тремя зонами.  

• В одном из доменов закодирован ген обратной транскриптазы.  

• Обратная транскриптаза помогает интерону сформировать структуру для спайсинга.  

• Обратная транскриптаза необходима для вырезания интерна.  

• Обратная транскриптаза связывается с РНК, с которой транслируется.  

• Обратная транскриптаза помогает только тому интерну, с которого транслируется.  

• Обратная транскриптаза имеет домены связывания с РНК, домен демеризации и домен эндонуклеазы.  

• Интерны перемещаются по геному через сплайсинг и обратный сплайсинг.  

• Обратная транскриптаза атакует ДНК и синтезирует новую цепь ДНК.  

• Интерны могут встраиваться в одноцепочечную ДНК при репликации.  

• Клеточная ДНК полимераза синтезирует новую цепь ДНК на матрице РНК.  

• Ретроподвижность позволяет интернам размножаться в геноме.  

• Обратная транскрипция необходима для активной конформации интерна.  

• Обратная транскриптаза может формировать димеры, что помогает в работе.  

• Взаимодействие белков может формироваться эволюционно нейтрально.  

• Интерны бывают разных типов, включая автопласирующиеся и паразитирующие.  

• Некоторые интерны требуют взаимодействия нескольких РНК для вырезания.  

• У простейших и водорослей найдены новые формы интернов.  

• Интерны группы II и ядерные интерны различаются по вторичной структуре РНК.  

• Ядерные интерны имеют пять-штрих экзон и три-штрих экзон.  

• Центральная малая ядерная РНК и ионы магния катализируют процесс транс-электрификации.  

• Положительно заряженные ионы активируют нуклеофилы.  

• Гидроксильная группа рядом с ионом становится более сильной.  

• Элементы, похожие на у6 и у2, есть у самоспласирующихся интеров.  

• Обратная транскриптаза содержит несколько доменов.  

• Домен обратной транскриптазы похож на теломерную обратную транскриптазу.  

• Большой палец обратной транскриптазы похож на фактор сплайсинга.  

• Фактор сплайсинга PPI8 содержит домены обратной транскриптазы.  

• Обратная транскриптаза автоплассирующихся интеров стала фактором сплайсинга.  

• Домены обратной транскриптазы используются для теломеразной активности.  

• Сплайсосомные интерны и самоспласирующиеся интерны имеют схожие структуры.  

• Электронная РНК имеет консервативную трехмерную структуру.  

• Аденин в двухнуклеотидном выступе связывается с 5' концом интерна.  

• Эукариотический геном отличается наличием ретропазонов и эндонов.  

• Обратная транскриптаза самоспласирующихся интеров помогла сформировать ядерные интерны.  

• Ядро возникло для отделения рибосом от незрелой ядерной РНК.  

• Обратная транскриптаза от эндонов стала фактором сплайсинга и теломеразой.  

• Сплайсинг и теломеразная активность способствовали сложности геномной регуляции.  

• На следующей лекции будет рассмотрена взаимосвязь стадий транскрипции и созревания мРНК.