ГЕНЕТИКА - Підручник - А.В. Сиволоб - 2008

РОЗДІЛ 2. Експресія генів

ЕКСПРЕСІЯ ГЕНІВ В ЕУКАРІОТІВ

Особливості білкового синтезу в еукаріотів

Узагальнену схему будови зрілої еукаріотичної мРНК, яка звільняється з полімеразного комплексу, транспортується в цитоплазму й використовується як матриця для білкового синтезу, зображено на рис. 2.14. Між кепом і початком кодуючої ділянки (стартовим кодоном) розташована 5'-кінцева зона, яка не транслюється (5' UTR - UnTranslated Region). За кодуючою ділянкою, яка закінчується одним із стоп-кодонів, і перед polyA-послідовністю міститься 3'-кінцева зона, що не піддається трансляції. Обидві ці зони містять важливі елементи послідовності, які використовуються для регуляції білкового синтезу.

Рис. 2.14. Схема будови мРНК

Кожна еукаріотична молекула мРНК має тільки одну рамку зчитування (один стартовий кодон), елементи системи ініціації трансляції в цитоплазмі взаємодіють спочатку з кепом на 5'-кінці молекули, після чого відбувається сканування матриці з метою пошуку стартового кодона (на відміну від прокаріотів, ініціація відбувається за так званим скануючим механізмом). Зовсім не обов'язково при цьому перший кодон AUG, що зустрічається, сприймається як стартовий. Упізнання стартового кодона залежить від контексту послідовності, в якій він розташований. Найкращим контекстом, який максимально сприяє ініціації трансляції, є послідовність Козак (Marilyn Kozak): GCC(A/G)CCAUGG. Відповідно, відхилення від цього контексту утруднює розпізнання стартової точки й зумовлює необхідність позитивної регуляції ініціації трансляції. Ефективність ініціації залежить також від: відстані стартового кодона від 5'-кінця мРНК - довге сканування матриці під час ініціації підвищує ймовірність руйнування комплексу; наявності / відсутності дволанцюгових шпильок у 5'-кінцевій зоні мРНК,

що не транслюється, які гальмують процес сканування; присутності / відсутності регуляторних білків або молекул мікроРНК (див. нижче), які зв'язуються в 5'-кінцевій зоні.

Елонгація трансляції також є мішенню регуляторних впливів: наявність шпильок усередині кодуючої частини мРНК гальмує елонгацію, як і репресори, що впізнають елементи послідовності мРНК. Зміна часу життя мРНК - ще один шлях регуляції експресії гена. Час життя мРНК у цитоплазмі залежить головним чином від ступеня захищеності 3'-кінця від екзонуклеаз (оскільки кеп є нечутливим до нуклеаз). Додатковий захист створюють білки, які зв'язуються у 3'-кінцевій зоні - відсутність такого зв'язування приводить, відповідно, до швидкої деградації.