Главная/Библиотека/Транскрипция

Транскрипция: переписать ген на РНК

Второй шаг центральной догмы. Клетка снимает с гена рабочую копию — матричную РНК. У бактерий она сразу готова к делу, а у эукариот сначала выходит черновик (пре-мРНК), который надо доработать. Разберём и то, и другое.

Молекулярная биология · урок 3 РНК-полимераза · кэп · сплайсинг ⏱ ~15 мин
Кто пишет

РНК-полимераза — сама себе бригада

В репликации у вилки трудилась целая команда. Тут проще: РНК-полимераза почти всё делает сама. Она находит начало гена, расплетает цепи и синтезирует РНК — без отдельной хеликазы и без праймера.

Старт
Полимераза садится на промотор — участок ДНК перед геном, который говорит «начинать здесь».
Ход
Сама расплетает цепи и строит РНК в направлении 5′→3′ (добавляет на 3′-конец), как и ДНК-полимераза.
Стоп
Доходит до терминатора — сигнала остановки — и отпускает готовую РНК.
Какую цепь читают

Матричная цепь и кодирующая

Полимераза читает только одну цепь ДНК — матричную. Но интересно вот что: получившаяся РНК по буквам повторяет другую цепь, кодирующую. Разница одна — вместо тимина в РНК стоит урацил.

кодирующая ДНК: 5′ — A T G C C T — 3′
матричная ДНК: 3′ — T A C G G A — 5′ (её читают)
готовая РНК: 5′ — A U G C C U — 3′ (= кодирующая, T→U)
Доработка у эукариот

Три штриха к черновику

У бактерий РНК сразу идёт в дело. У эукариот из ядра выходит пре-мРНК, и перед выходом её обрабатывают в три приёма.

5′-кэп
На 5′-конец вешают модифицированный гуанин. Помогает рибосоме сесть и защищает конец от разрушения.
Поли-А хвост
На 3′-конец добавляют длинный хвост из адениновых нуклеотидов. Тоже защита и помощь в трансляции.
Сплайсинг
Вырезают интроны (некодирующие вставки) и сшивают экзоны. Белок кодируют именно экзоны.

Интрон и экзон — как не перепутать

Экзоны идут в экспорт и в белок, интроны остаются внутри и вырезаются. После сплайсинга получается зрелая мРНК, которая уходит из ядра к рибосоме.

Ловушки

Где чаще всего спотыкаются

✗ «Транскрипция и репликация — одно копирование»
Репликация удваивает всю ДНК; транскрипция снимает РНК с одного гена. Полимераза сама расплетает цепь, праймер ей не нужен.
✗ «Полимераза читает кодирующую цепь»
Читает матричную. Готовая РНК повторяет кодирующую цепь, но с урацилом вместо тимина.
✗ «У бактерий и эукариот мРНК получается одинаково»
У бактерий сразу готовая; у эукариот сначала пре-мРНК, потом кэп, хвост и сплайсинг.
✗ «Интроны кодируют белок»
Их вырезают. Белок кодируют экзоны.
Тренажёр рассуждений

Не угадать ответ, а построить его

Прочитай вопрос и подумай сам. Потом открывай по шагу, будто рядом преподаватель и спрашивает «а почему?».

Матричная цепь 3′-TAC GGA-5′. Какая получится РНК?
Как строит полимераза?
Комплементарно матрице, в направлении 5′→3′.
Подставь пары (осторожно с урацилом)
T→A, A→U, C→G, G→C, G→C, A→U. Читаем матрицу 3′→5′ → РНК 5′→3′.
Что вышло?
5′-AUG CCU-3′. По буквам это кодирующая цепь, только с U вместо T.
Вывод. РНК всегда повторяет кодирующую цепь, хотя читают при этом матричную.
Показать следующий шаг →
Зачем эукариотической мРНК кэп и поли-А хвост?
Где они и что это?
Кэп (модифицированный гуанин) на 5′-конце, хвост из адениновых — на 3′-конце.
Чем помогают?
Помогают рибосоме сесть и начать трансляцию.
Что ещё дают?
Защищают концы мРНК от разрушения — копия живёт дольше.
Вывод. У бактерий этого нет: там мРНК транслируется сразу, без доработки.
Показать следующий шаг →
Мини-кейс

Собери, почему гриб смертелен

Человек по ошибке съел бледную поганку. Через сутки — тяжёлое поражение печени. Действующий яд — α-аманитин.

Почему α-аманитин так опасен?
По чему бьёт токсин?
Блокирует РНК-полимеразу II — ту, что делает мРНК.
Что происходит без неё?
Нет транскрипции → не образуется новая мРНК → клетка не может строить белки.
Почему страдает печень?
В печени идёт много синтеза белка, поэтому она отказывает первой.
Вывод. Удар именно по транскрипции — вот почему яд так смертелен.
Показать следующий шаг →
Повторение

Закрепить с интервалами

Карточки подстраиваются под тебя: «легко» отодвигает повтор дальше, «снова» возвращает скоро. Прогресс хранится в браузере.

Куда дальше

Связи с другими темами

до этого → Репликация ДНК дальше → Трансляция основа → Структура ДНК все темы → Библиотека
Копия снята

Дальше — как рибосома переводит РНК в белок

В библиотеку →