БІОХІМІЯ - Підручник - Остапченко Л. І. - 2012

Розділ 10. МЕТАБОЛІЗМ НУКЛЕЇНОВИХ КИСЛОТ

10.7.Біосинтез РНК (транскрипція)

Загальні принципи. Реалізація генетичної інформації, яка зберігається на ДНК, здійснюється за участю молекул РНК (мРНК, тРНК, рРНК). Спочатку інформація з гена переписується (транскрибується) у вигляді молекули мРНК, котра постачає цю інформацію до місця синтезу відповідного поліпептиду - до Рибосоми. Отже, реалізація генетичної інформації у вигляді білкових молекул неможлива без попереднього синтезу РНК (транскрипції).

Дволанцюгова молекула ДНК - це фізіологічна матриця для синтезу всіх клітинних РНК. Навіть якщо Геном, як у деяких вірусів, поданий одноланцюговою ДНК, вона перед транскрипцією обов'язково переходить у дволанцюгову, реплікативну форму. Транскрибований може бути кожний із двох ланцюгів геномної ДНК, проте матрицею при транскрипції окремого гена зазвичай служить тільки один із них. Тому розрізняють кодуючий ланцюг ДНК - тобто такий, з якого зчитується генетична інформація, і некодуючий З цього погляду Транскрипція є процесом асиметричним. Крім того, після закінчення синтезу РНК, молекула ДНК повертається у вихідний стан, тобто транскрипція є консервативним процесом. Консервативний характер синтезу РНК і необхідність у деяких випадках реплікувати не обидва ланцюги матриці, а лише один, зумовили виникнення не тільки спеціальних механізмів упізнавання початкової точки синтезу, але й систем вибору ланцюга для асиметричного синтезу, а також завершення (термінації) процесу.

Нуклеотидними попередниками для синтезу РНК є чотири рибонуклеозид-5'-трифосфати: АТФ, ГТФ, ЦТФ та УТФ. Як і при синтезі ДНК, під час включення в ланцюг, який забудовується, вони втрачають пірофосфатні залишки. Це забезпечує процес енергією, тому додаткових джерел енергії цей синтез не потребує.

Синтез молекул РНК починається в певних послідовностях (сайтах) ДНК, які називаються промоторами й завершується в термінуючих ділянках (сайти термінаціі). Ділянка ДНК, обмежена промотором і сайтом термінації, є одиницею транскрипції - транс- криптоном. Утворені при цьому молекули РНК називаються первинними транскриптами. У прокаріотичних організмах первинний транскрипт часто містить РНК - копії відразу декількох генів, а в еукаріотів, як правило, - лише одиничного гена.

Синтез ланцюга РНК відбувається в напрямку 5'→3'. Це означає, що до зростаючого ланцюга чергові НУКЛЕОТИДИ приєднуються до 3'-кінця. При цьому матричний ланцюг ДНК завжди антипаралельний заново синтезованому ланцюгу. Отже, кодуючий ланцюг ДНК транскрибується в напрямку 3'→5'.

Транскрипція не зв'язана з фазами клітинного циклу; вона може прискорюватися та уповільнюватися залежно від потреб клітини або організму в певному білку.