Что и как закодировано в мРНК

| Категория реферата: Биология и химия
| Теги реферата: реферат научный, реферат на тему право
| Добавил(а) на сайт: Bojarinov.

Разные мРНК в эукариотических клетках распределяются в них неодинаково, что особенно легко наблюдать в крупных зародышевых клетках. Наиболее хорошо изучено распределение мРНК в ооцитах плодовой мушки дрозофилы . Так, мРНК, синтезируемые на генах oskar, nanos и bicoid, несколько раз меняют положение в клетке после своего синтеза, что контролируется комплексом генов, пока, наконец, не займут своего окончательного положения: мРНК oskar и nanos на заднем, а мРНК bicoid на переднем конце яйца. Правильное положение этих мРНК задается специфическими последовательностями в их 3'-НТО. Интересно, что сигналы внутриклеточной локализации в 3'-НТО очень протяженные. Вероятно, они формируют сложные вторичные структуры. За окончательную локализацию мРНК oskar и bicoid отвечает белок - продукт гена staufen, узнающий специфическую двухспиральную структуру в 3'-НТО этих мРНК. Интересно, что активная трансляция мРНК oskar и bicoid происходит только в местах их специфической локализации, а их делокализация приводит к подавлению трансляционной активности за счет связывания со специфическими репрессорными белками.

Рис. 5. Схема расположения функциональных участков на молекуле мРНК

Таким образом, на примере развития дрозофилы видно, что регуляция активности различных мРНКможет задаваться их локализацией в разных клеточных компартментах. Продукты трансляции этих мРНК, вероятно, создают в клетке белковые градиенты, и это, в свою очередь, лежит в основе дифференцировки клеток и определяет очередность трансляции и активность различных мРНК в процессе развития. Процесс, определяющий локализацию мРНК в клетке, как правило, состоит из нескольких последовательных стадий, обеспечивающих транспорт новосинтезированных молекул из ядра и затем "заякоривание" их в цитоплазме. Так, транспорт мРНК гена ug1 дрозофилы после ее выхода из ядра осуществляется путем взаимодействия с тубулином микротрубочек , тогда как "заякоривание" этой мРНК происходит в результате ее связывания с актиновыми филаментами .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в молекулах мРНК содержится информация не только о последовательности аминокислот для определенного белка или белков, но также информация о том, когда, в каком количестве, в каком месте клетки и при каких условиях этот белок будет синтезирован. Схема расположения соответствующей информации на молекуле мРНК показана на рис. 5. Последовательность аминокислот в белке закодирована в виде линейной последовательности нуклеотидов. Другая информация в мРНК может содержаться как в виде определенных нуклеотидных последовательностей, так и в форме определенных пространственных структур, которые образует мРНК. Информация об одном и том же свойстве мРНК может содержаться в разных частях молекулы мРНК, иногда отстоящих друг от друга вдоль полинуклеотидной цепочки на значительном расстоянии. Весьма вероятно, однако, что эти участки молекулы мРНК сближаются при формировании ее пространственной структуры. Функциональные сигналы в мРНК могут узнаваться рибосомами, молекулами РНК (тРНК, регуляторными РНК) или белками.

Благодарю моих коллег В.М. Евдокимову, Д.В. Нащекина и П.В. Рузанова за ценные советы и помощь при подготовке статьи.

Список литературы

1. Спирин А.С. Молекулярная биология: Структура рибосомы и биосинтез белка. М.: Высш. шк., 1986.

2. Спирин А.С. Регуляция трансляции мРНК-связывающими факторами у высших эукариот//Успехи биол. химии. 1996. Т. 36. С. 3-48.

3. Высоцкая В.С., Гарбер М.Б. Регуляция экспрессии генов рибосомных белков Escherichia coli // Там же. 1995. Т. 35. С. 67-95.

4. Gesteland R.F., Weiss R.B., Atkins J.F. Recoding: Reprogrammed Genetic Decoding // Science. 1992. Vol. 257. P. 1640-1641.

5. Cleveland D.W., Yen T.J. Multiple Determinants of Eukaryotic mRNA Stability // New Biologist. 1989. Vol. 1. P. 121-126.

Лев Павлович Овчинников, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой молекулярной биологии Пущинского филиала МГУ, зам. директора Института белка РАН, академик РАН, лауреат Ленинской премии СССР. Область научных интересов - механизм и регуляция биосинтеза белка. Автор около 100 научных работ.