АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Терминация

Терминация (от лат. terminare — ограничивать) — остановка, прекращение какого-либо процесса[1]. Завершение синтеза ДНК в процессе репликации; синтеза РНК в процессе транскрипции; синтеза полипептидной цепи[2]. Терминация осуществляется за счёт специальных терминирующих последовательностей, так называемых, стоп-кодонов и различных белковых факторов[1].

Терминация репликации ДНК

прокариоты

Геном прокариотической клетки представляет собой единственный репликон. У E. coli терминация обеспечивается короткими (около 23 п.н.) последовательностями, называемыми ter-сайтами, которые в некотором количестве присутствуют на участке терминации. Они находятся на расстоянии примерно 100 т.п.н. далее точки встречи репликационных вилок. Продукт гена tus распознаёт специфические последовательности, связывается с ними и препятствует дальнейшему продвижению репликационной вилки[3].

эукариоты

У эукариот не обнаружено последовательностей, аналогичных ter-сайтам, и распознающих их белков гена tus, известных для прокариот. Вероятно, репликационные вилки встречаются в случайных участках[4]. Терминация заключается в удалении РНК-праймеров, заполнении нуклеотидами образующихся при этом «брешей», восстановлении целостности молекулы ДНК[5].

Терминация репликации РНК

РНК-вирусы характеризуются разнообразными механизмами репликации. Например, репликация у бактериофага Qβ с позитивным РНК-геномом заканчивается синтезом последовательности ССС, добавлением остатка А при участии белка SI, который также является фактором терминации, высвобождением синтезированной цепи. Терминация происходит в течение существенной или большей части цикла репликации — 18 из 20 с для малых реплицирующихся РНК, которые накапливаются в эубактериальной клетке при нормальной инфекции фага, и 18 с из 2 мин для полноразмерной цепи РНК Qβ[6].

Терминация транскрипции

прокариоты

Элементы, обеспечивающие терминацию транскрипции, называются терминаторами[3]. Терминация транскрипции может осуществляться за счёт белкового ρ (po)-фактора, так называемого, фактора терминации[7]. Этот белок состоит из шести одинаковых субъединиц (гексамер), он связывается с синтезируемой цепью мРНК, перемещается вдоль неё в направлении 5′→3′, используя энергию гидролиза АТФ, и разрушает связь между мРНК и ДНК матрицей[5]. Такие терминаторы называются ρ-зависимыми, или терминаторами II типа.

В других терминаторах коровая РНК-полимераза сама обеспечивает терминацию транскрипции. Терминаторы такого типа называются ρ-независимыми, или терминаторами I типа. ρ-независимые терминаторы представлены инвертированным повтором за 16-20 п.н. от точки терминации[3]. Таким образом синтезируемая мРНК содержит последовательность, обогащённую гуанин-цитозиновыми парами, которая может формировать прочную шпилечную структуру из 7-20 нуклеотидных пар, каждая из которых образована тройными водородными связями . После шпильки находится участок, обогащённый урацилом, так называемый, полиурациловый участок. Гибридная молекула ДНК/мРНК будет иметь участок с высокой концентрацией непрочных двойных связей, возникающих между урацилом и аденином. Со шпилькой взаимодействует белок nusA, связанный с РНК-полимеразой, который вызывает временную остановку РНК-полимеразы и прекращение транскрипции. В этот момент РНК-полимераза располагается на полиурациловом участке, но слабые двойные связи не способны удержать соединение полинуклеотидной цепи с РНК-полимеразой, поэтому связь между ними разрушается.

эукариоты

У эукариот терминаторы транскрипции распознаются специфическими факторами. Эти факторы взаимодействуют с РНК-полимеразой II, ускоряют процесс завершения синтеза, вносят разрыв в мРНК и высвобождают её из транскрипционного комплекса.

Терминация сопряжена с присоединением к 3'-концу мРНК участка, состоящего из адениловых нуклеотидов (от 200 до 400), («хвоста»), так называемой реакцией полиаденилирования[5].

Во всех случаях терминация транскрипции заключается в остановке синтеза РНК, освобождении РНК и РНК-полимеразы от ДНК[3].

Терминация синтеза полипептидной цепи

Синтез белка завершается встречей с одним из трёх стоп-кодонов (UAA, UAG, UGA). Таким образом в А-сайт (аминоацильный участок, второй кодон в открытой рамке считывания) входит так называемый фактор высвобождения белка[4]. Из-за отсутствия тРНК, комплементарных стоп-кодонам, полипептидил-тРНК остаётся связанной с Р-сайтом (пептидильный участок, первый кодон в открытой рамке считывания)[8]. Бактерии имеют три фактора высвобождения белка: RF-1, который распознаёт стоп-кодоны UAA и UAG, RF-2 — стоп-кодоны UAA и UGA и RF-3, способствующий выходу RF-1 и RF-2 из рибосомы после терминации. Эукариоты имеют только два фактора высвобождения белка: eRF-1, который распознаёт все три стоп-кодона, и eRF-3, который, предположительно, выполняет ту же функцию, что и RF-3. Факторы высвобождения белка завершают трансляцию. Разъединение рибосомных субъединиц обеспечивается фактором повторного использования рибосомы (RRF). По-видимому, RRF входит в P- или А-сайт и «размыкает» рибосому. Субъединицы рибосом остаются в цитоплазме до тех пор, пока не будут использованы в последующей трансляции[4].

Примечания

  1. ↑ 1 2 Терминация. База знаний по биологии человека.
  2. ↑ Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо-русский толковый словарь генетических терминов / Науч. ред. Л.И.Патрушев. — М.: Изд-во ВНИРО, 1995. — 407 с. — ISBN 5-85382-132-6.
  3. ↑ 1 2 3 4 Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика: Учеб. пособие / 2-е изд., испр. и доп.. — Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2003. — 479 с. — ISBN 5-94087-077-5.
  4. ↑ 1 2 3 Браун Т.А. Геномы / Пер. с англ. А.А. Светлова. Под ред. д.б.н., проф. А.А. Мирнова. — М. - Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2011. — 944 с. — ISBN 0-8153-4138-5 (англ.) 978-5-4344-0002-2 (рус.).
  5. ↑ 1 2 3 Воронкова О.В., Есимова И.Е., Осихов И.А., Хасанова Р.Р., Рыбалкина О.Ю., Трифонова Е.А., Семенов А.Г., Костромеева М.С., Коптелова С.Л. Молекулярные основы наследственности: учебное пособие. — Томск: Изд-во СибГМУ, 2021. — 115 с.
  6. ↑ Аграновский А.А. Репликация вирусных РНК. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2019. — 165 с. — ISBN 978-5-907099-63-0.
  7. ↑ Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции: учебник для студентов высших учебных заведений / 2-е издание, перераб. и доп.. — СПб.: Изд-во Н-Л, 2010. — 720 с. — ISBN 978-5-94869-105-3.
  8. ↑ Сингер М., Берг П. Гены и геномы: В 2-х т. Т. 1. / Пер. с англ.. — М.: Мир, 1998. — 373 с. — ISBN 5-03-002849-8.

Дополнительно по теме

Категории