InfoHub Logo

Gen (kodon) jáne belok arasyndaǵy «kópir» qyzmetin RNQ molekýlasy atqarady. Dálirek aıtsaq, DNQ molekýlasyndaǵy azottyq negiz tizbegindegi kodtalǵan genetıkalyq aqparat eń birinshi DNQ molekýlasynan matrısalyq RNQ (mRNQ) molekýlasyna kóshiriledi. Bul saty transkrıpsıa prosesi dep atalady jáne prokarıottarda nýkleoıdta, al eýkarıottarda ıadroda júredi. Ári qaraı mRNQ molekýlasynan genetıkalyq aqparattyń belok molekýlasyna ótý prosesi translásıa dep atalady.

Transkrıpsıa — bul negizinde mRNQ molekýlasynyń sıntezine jatatyn genetıkalyq aqparattyń berilýiniń birinshi satysy. Transkrıpsıa prosesi belgili jerden bastalyp, belgili jerde aıaqtalady. Transkrıpsıa prosesine tikeleı qatysatyn qurylymdar, ol DNQ-matrısa (DNQ molekýlasynyń tizbegi), RNQ-polımeraza fermenti jáne hromosomalyq beloktar (gıstondy jáne gıstondy emes).

mRNQ molekýlasy jalpy kletkalyq RNQ molekýlalarynyń shamamen, 3% quraıdy. Olar óte turaqsyz jáne ómir súrý ýaqyty óte az. Prokarıottarda shamamen, 2-10 mınýtty, al sútqorektiler men adamdardy shamamen, 12-16 saǵatty, keıbir basqa da eýkarıottarda birneshe aptany quraıdy. Prokarıottarda mRNQ molekýlasy transkrıpsıa prosesiniń negizgi ónimi bolyp tabylady. Kerisinshe, eýkarıottarda olar alǵashqy RNQ-transkrıpteriniń prosesıngisiniń (pisip jetilýiniń) ónimi bolady. mRNQ molekýlasynyń sıntezi kletkanyń ıadrosynda júredi jáne DNQ molekýlasynyń replıkasıasyna óte uqsas bolady. Aıyrmashylyǵy tek mRNQ molekýlasyn kóshirýge matrısa retinde DNQ molekýlasynyń bir ǵana tizbegi qoldanylady. mRNQ molekýlasynyń kóshirilýi DNQ molekýlasy tizbegine RNQ-polımeraza fermenti jabysqan kez kelgen jerinen bastalady jáne ony promotor dep ataıdy. DNQ molekýlasynyń eki tizbeginen de mRNQ molekýlasy sıntezdelýi múmkin. Osyǵan oraı transkrıpsıa úshin DNQ molekýlasynyń eki tizbeginiń ekeýi de qoldanylady, biraq bir tizbek bir RNQ-polımeraza fermentin qoldansa, kelesi tizbek ekinshi RNQ-polımeraza fermentin qoldanady. Bul jaǵdaıda transkrıpsıa úshin DNQ molekýlasyn promotorlyq tizbek anyqtaıdy jáne RNQ-polımeraza fermentin baǵyttaıdy.

DNQ molekýlasy qarama-qarsy polárly zarádtardan turady, al RNQ molekýlasy 5′-baǵytynan 3′-baǵytyna ósetindikten DNQ-nyń ár tizbegindegi transkrıpsıa qarama-qarsy baǵytta júredi. DNQ molekýlasynda transkrıpsıa júretin jerdiń tańdalýy promotorly tizbekpen (RNQ-polımeraza fermentiniń baılanysqan jeri) anyqtalady. mRNQ molekýlasyna saı keletin tizbek kodtaýshy dep, al mRNQ molekýlasynyń sıntezin qamtamasyz etetin tizbek antıkodtaýshy dep atalady. mRNQ molekýlasyn sıntezdeýge A, G, T, S qoldanylmaıdy, al A, G, Ý, S qoldanylady. Ári qaraı mRNQ molekýlasy DNQ-shablonǵa komplementarly jabysyp qalmaıdy, ol DNQ molekýlasynan bosap shyǵady, al DNQ ekinshi tizbegin qaıta qalpyna keltiredi. mRNQ molekýlasy DNQ shablonnan áldeqaıda qysqa bolady. Bir eýkarıot klatkasynda mRNQ molekýlasynyń sany shamamen, 10 000-nan asady.

mRNQ molekýlasymen birge DNQ molekýlasynda basqa da transkrıpter túziledi. Onyń ishinde genetıkalyq aqparattyń iske asyrylýynda mańyzdy ról atqaratyn rıbosomalyq jáne tasymaldaýshy RNQ molekýlalaryn aıtýǵa bolady. Bul RNQ molekýlalaryn ıadrolyq dep te ataıdy. Túzilgen transkrıpterdiń (sıntezdelgen RNQ molekýlalary) kólemi DNQ matrısada jazylǵan jáne sıntezdiń toqtatylýy degen aqparatqa tikeleı baılanysty bolady (ınısıasıa jáne termınasıa kodtary).

Kletkada kóptep túziletin RNQ molekýlasy retinde rıbosomanyń qurylymyn quraıtyn rıbosomalyq RNQ (rRNQ) molekýlasyn aıtýǵa bolady. Eýkarıottarda rRNQ molekýlasynyń sıntezi kóptegen genderdiń baqylaýynda bolady jáne bul proses ıadroshyqta júredi. Adam kletkasynda rRNQ molekýlasyna jaýapty gender 13, 14, 15, 21 jáne 22 hromosoma juptarynda ornalasqan. Kletkada azyraq sıntezdeletin translásıa prosesine qatysatyn tasymaldaýshy RNQ molekýlasy (tRNQ).

Barlyq RNQ molekýlalary sáıkes genderdiń kóptegen kóshirmeleri bar DNQ molekýlasynan kóshiriledi. RNQ molekýlasynyń sıntezine rıbonýkleozıdúshfosfattar tikeleı qatysady. Bul jerde de sıntez komplementarly prınsıpke negizdelip iske asyrylady, tek DNQ molekýlasyndaǵy tımındi ýrasıl almastyrady. Ýrasıl tımın sıaqty adenınmen baılanysady. RNQ molekýlasynyń tizbegi 5′-3′ baǵytynda pırofosfattyń bosap shyǵýy arqyly ósedi.

RNQ molekýlasynyń sıntezi RNQ-polımeraza fermentiniń kómegimen júzege asyrylady. Prokarıot kletkalarynda mRNQ, rRNQ jáne tRNQ molekýlalaryn RNQ-polımeraza fermentiniń bir ǵana tıpi júzege asyrady. Kletkada onyń molekýlasy shamamen, 3000-dy quraıdy. RNQ-polımeraza fermentiniń ár molekýlasy alty polıpeptıdten turady, olar r’ jáne R (sáıkesinshe, 150 000 jáne 151 000 molekýlalyń massasy), 36 000 eki sýbbýrlýkter jáne taǵy da eki tómengi molekýlaly sýbbirlikter (5 jáne so) bolyp tabylady. Transkrıpsıa prosesiniń bastalýyn (ınısıasıasy) 5-RNQ-polımeraza fermenti oryndaıdy. Joǵaryda aıtylǵandaı, RNQ-polımeraza fermentiniń DNQ molekýlasymen baılanysýy promotor dep atalatyn aımaǵynda bolady jáne beloktar arqyly baqylanady. E.soli bakterıasy promotorynda TATA AT tizbegi (Prıbnov boksy) bolady. Bul tizbek transkrıpsıa bastalatyn núktesinen alty nýkleotıdtik negizge keıin turady. RNQ-polımeraza fermenti promotorlyq bólikke baılanysqannan keıin sol bóliktegi DNQ molekýlasynyń qos spıralin tarqatady jáne komplementarly prınsıpke saı sıntez bastalady. Alǵashqy monomerlerdiń baılanysýy ótkennen keıin RNQ-polımeraza fermenti tizbek boıymen jyljı otyryp, RNQ molekýlasynyń basqa monomerlerin jalǵaıdy. Osylaısha RNQ molekýlasy uzarady. Ári qaraı RNQ-polımeraza fermenti óz jolynda «toqta» degen belgini kezdestiredi de, DNQ-matrısadan ajyraıdy. Osy kezde sıntezdelgen RNQ molekýlasy da bólinip túsedi.

Kerisinshe, eýkarıot kletkalarynda (ashytqy sańyraýqulaqtarynda jáne adamda) RNQ-polımeraza fermentiniń úsh (I, II, jáne III) tıpi kezdesedi. Olar birneshe polıpeptıdti tizbekterden turatyn kúrdeli molekýlalardan quralady. Bul RNQ-polımeraza fermentiniń árqaısysy promotorlyq bólikke baılanysqannan keıin DNQ molekýlasynyń ár tizbeginde transkrıpsıa prosesin bastaıdy. RNQ-polımeraza I fermenti úlken rRNQ molekýlasyn sıntezdeıdi (rıbosomanyń úlken jáne kishi sýbbirlikteri). RNQ-polımeraza II fermenti barlyq mRNQ molekýlalaryn jáne rRNQ molekýlasynyń kishi sýbbólikterin sıntezdeıdi. RNQ-polımeraza III fermenti tRNQ molekýlasyn jáne rıbosomanyń 58-sýbbirligin sıntezdeıdi. RNQ-polımeraza fermentiniń sany sútqorektiler kletkalarynda ártúrli (bir kletkada RNQ-polımeraza I jene II shamamen, 40 000 molekýla, al RNQ-polımeraza III fermenti shamamen, 20 000 molekýladan turady).

Eýkarıot kletkalaryndaǵy RNQ-polımeraza fermenti kúrdeli qurylymen sıpattalady. Kóptegen organızmderde RNQ-polımeraza fermenti 12 ártúrli polıpeptıdterden turady. Olardyń úsheýi E. soli bakterıasynyń (3% r sýbbirlikterine jáne a-RNQ-polımeraza fermentine gomologty bolyp keledi. RNQ-polımeraza I jáne III fermentterinde RNQ-polımeraza II fermentiniń sýbbirligine uqsas 5 sýbbirlik bolady. RNQ-polımeraza II fermenti transkrıpsıa prosesin bastaıdy, ol úshin oǵan ashytqy sańyraýqulaqtarynda RA25 geni, al adamda XRB geni arqyly sıntezdeletin DNQ-gelıkaza belogy qajet. Kóptegen eýkarıot kletkalary promotorlarynda transkrıpsıalyq aımaqtan shamamen, 30-120 nýkleotıd tizbeginde alshaq ornalasqan TATA tizbegi bolady. Eýkarıottarda RNQ-polımeraza fermenti promotormen baılanysý úshin transkrıpsıanyń ınısıasıalyq faktory qyzmetin oryndaıtyn arnaıy beloktar kerek (RNQ-polımeraza I, II jáne III fermentterine TF I, TF II jáne TF III beloktary).

Eýkarıotty organızmderde transkrıpsıa prosesi prokarıottarǵa qaraǵanda kúrdeli júredi. RNQ-polımeraza fermenti arqyly sıntezdelgen RNQ transkrıpterdiń uzyndyǵy 50 000 nýkleotıdke jetedi jáne bir sekýndta shamamen, 30 azottyq negiz sıntezdeledi. Biraq-ta sıntezdelgen RNQ molekýlasy genniń dál kóshirmesi bola almaıdy, ol geterogendi bolady. Osyǵan baılanysty túzilgen transkrıpterdi ıadroly geterogendi (ıagRNQ) nemese pro-mRNQ dep ataıdy. Transkrıpsıa nátıjesinde sıntezdelgen pro-mRNQ molekýlasy mRNQ molekýlasyna aınalý úshin prosesıng prosesinen ótýi kerek. Bul kezde pro-mRNQ molekýlasyndaǵy translásıalanbaıtyn bólikteri (ıntrondar) arnaıy fermentter arqyly kesilip tastalady, ári qaraı translásıalanatyn bólikteri (ekzondar) bir-birimen baılanysady. Baılanysý prosesi splaısıng (aǵylshynnyń splice — ósý degen sózi) dep atalady. Prosesıng prosesi netıjesinde mRNQ molekýlasynyń pisip jetilgen tizbegi túziledi. Bul tizbek pro-mRNQ molekýlasynan áldeqaıda qysqa bolady. ıagRNQ molekýlasy shamamen 50 000 nýkleotıd tizbeginen turatyn bolsa, splaısıng prosesinen keıin ol 500-3000 nýkleotıd tizbegimen shekteledi.

Kletkada barlyq kletkalyq RNQ-nyń jartysyn gáRNQ molekýlasy quraıdy, al pisip-jetilgen mRNQ molekýlasy shamamen 3% quraıdy. Introndardyń kólemi shamamen, 80-1000 azottyq negizden turady. Splaısıng prosesiniń bıohımıalyq mehanızmi atalǵan proseske geterogendi ıadrolyq rıbonýkleoproteın bólikteriniń (sm RNA) qatysýymen anyqtalady. Mundaı bólikter birneshe (VA, Ug, UA, Ug jáne basqalary) jáne olardyń erqaısysy 90-150 nýkleotıdterden jáne 10 ártúrli beloktardan turady. Bul qurylymdardyń barlyǵy ınterfazalyq ıadroda baqylanady jáne olardyń konsentrasıasyn kınaza fermentteriniń bireýi baqylaıdy.

RNQ molekýlasynyń transkrıpteri ártúrli túrde splaısıng prosesine ushyraýy múmkin, nátıjesinde jetilgen mRNQ molekýlasy ártúrli beloktardy sıntezdeıdi. Bul proses evolúsıada úlken mańyzǵa ıe. Pro-mRNQ molekýlasynyń splaısıng prosesi arqyly jetilýinen basqa RNQ molekýlasynda bir negizdiń ekinshi negizben almasýy júretin «redaksıalaý» prosesi de júzege asyrylady. Mysaly, baýyr kletkasynda sıntezdeletin apolıdoproteın belogynyń molekýlalyq massasy shamamen 512 000 daltonǵa teń, al ishek kletkasynda sıntezdeletin sol belok 242 000 dalton. Bul tizbektegi sıtozın nýkleotıdiniń ýrasılge konversıasynyń. nátıjesi, kelesi rette toqtatýkodony iske qosylady da sıntezdeletin tizbek qysqa bolady. Iaǵnı, mRNQ molekýlasynyń 3′-sońyna polıadenıl qyshqylynan 15 nýkleotıd alysta AAÝAAA tizbeginde 30-500 nýkleotıdtiń jalǵasýynan ózgeristiń júrýine baılanysty bolýy múmkin. Osyǵan baılanysty transkrıpsıa polıA-sıgnalynan alysta toqtaıdy, al prosesıng polıA-baılanysynyń aldynda ekstranýkleotıdterdi bosatady.

Sıntezdelgen jáne jetilgen mRNQ molekýlasy genniń áseriniń alǵashqy ónimi bolyp tabylady. Mysaly, E.soli bakterıasy jaǵdaıynda jetilgen mRNQ molekýlasy ıadrodan sıtoplazmaǵa ótedi de ondaǵy rRNQ molekýlasynyń 30S sýbbirligimen baılanysady. rRNQ molekýlasynyń 16S sýbbirligimen baılanysatyn mRNQ molekýlasy tizbegi Shaın-Dalgarno tizbegi dep atalady. Munda mRNQ molekýlasy rıbosomada polıpeptıdti tizbektiń túzilýinde matrısa retinde bolady. Kletkada ártúrli deńgeıde sıntezdeletin shamamen, 2000-3000 mRNQ molekýlasy bolady dep esepteledi. Sonyń ishinde AÚF-táýeldi fosforlaný reaksıasyn jyldamdatatyn polınýkleotıdkınazalyq belsendilikke ıe rıbozımder anyqtalǵan. rRNQ jáne tRNQ molekýlalary prosesıng prosesiniń ónimderi bolyp tabylady.

Introndardyń ashylýy olardyń shyǵý tegi týraly suraqtardy alǵa tartty. Olardyń shyǵý tegin túsindirýde eki boljam qoldanylady. Birinshi boljam boıynsha, ıntrondar baıyrǵy ata-tek genderinde bolǵan dep esepteledi. Ekinshi boljam boıynsha, ıntrondar úzdiksiz genderdiń quramyna kiredi delingen.

Joǵaryda sıpattalǵan transkrıpsıa syzbasynan bólek keıbir RNQ molekýlasy bar vırýstarda «keri transkrıpsıa» dep atalatyn proses belgili. Munda DNQ molekýlasyn sıntezdeýge kerekti matrısa retinde bir tizbekti RNQ molekýlasy qoldanylady jáne ony keri transkrıptaza dep atalatyn ferment (revertaza) iske asyrady. Bul jerde genetıkalyq aqparattyń iske asyrylýy RNQ — DNQ — belok syzbasynda júredi. Zertteýler nátıjesinde keri transkrıptaza fermenti prokarıot kletkalarynda da, eýkarıot kletkalarynda da tabyldy. Revertaza fermentteri prokarıotty jáne eýkarıotty organızmder dep bólinbegen ýaqytta bolǵan dep esepteledi.

Translásıa kletkanyń metabolızminde mańyzdy ról atqaratyn jáne genetıkalyq aqparattardy gen áseriniń alǵashqy ónimi mRNQ molekýlasynan amınqyshqyldyq tizbekke aýystyratyn negizgi proses bolyp tabylady. Translásıa prosesi sıtoplazmadaǵy rıbosomada júredi jáne beloktardyń sıntezinde ortalyq proses bolyp tabylady. Bul proseske rıbosomadan basqa mRNQ molekýlasy, 3-5 rRNQ molekýlalary, 40-60 tRNQ ártúrli molekýlalary, amınqyshqyldar, shamamen, 20-dan astam amınqyshqyldaryn aktıvtendiretin fermentter (amınoasıl-tRNQ sıntetaza fermentteri), ınısıasıa, elongasıa jáne termınasıa prosesterinde polıpeptıdti tizbekke qatysatyn erıtin beloktar qoldanylady.

Rıbosomalardyń jarty bóligi rRNQ molekýlasynan (ár rıbosomada 3-5 molekýladan), al jarty bóligi beloktardan turady. Rıbosomalardyń ólshemin sentrıfýgalaý kezinde sedımentasıalaný (S) jyldamdyǵyna baılanysty birlik retinde esepteıdi. Prokarıottarda rıbosomalardyń ólshemi 70 S quraıdy, al eýkarıottarda bul shama 80 S-ke teń. Rıbosomalar jup sýbbirlikten (úlken jáne kishi) quralǵan, olar mRNQ molekýlasynda translásıa prosesi bitkennen keıin ajyraıdy. E. soli bakterıasynda úlken sýbbirlik (50 S) eki rRNQ molekýlasynan (5 S jáne 23 S) jáne 30 polıpeptıdterden turady. Al kishi sýbbirlik (30 S) tek bir ǵana rRNQ molekýlasynan (16 S) jáne 19 polıpeptıdterden turady. Eýkarıot kletkalarynda úlken sýbbirlik úsh ártúrli rRNQ molekýlalarynan (58, 5,8 S jáne 20 S), al kishi sýbbirlik tek bir rRNQ molekýlasynan (18 S) turady.

Tasymaldaýshy (beıimdeletin, erıtin) RNQ molekýlasy kishi (5 S) úzyndyǵy 75-80 nýkleotıdterden turady. Translásıa prosesinde mRNQ molekýlasy amınqyshqyldaryn tikeleı tanı almaıdy. Ol úshin kodondy da, amınqyshqylyn da tanıtyn arnaıy «adaptorlar» kerek. Osyndaı adaptor qyzmetin kletkada tRNQ molekýlasy atqarady. tRNQ molekýlasynyń nýkleotıdteri fosfor qyshqylynyń qaldyǵynan, kómirsýdan (rıboza) jáne azottyq negizden turady. tRNQ molekýlasynyń quramyna adenın, gýanın, sıtozın jáne ýrasıl negizderi kiredi. Sonymen qatar tRNQ molekýlasynyń quramynda birneshe mınorly nýkleotıdter bolady. Olar adenın, gýanın, sıtozın jáne ýrasıl negizderiniń hımıalyq modıfıkasıalanǵan túri bolyp tabylady (negizinen olar metıldengen bolady). Mundaı mınorly nýkleotıdter tRNQ molekýlasynyń ertúrli aımaǵynda ornalasqan bolady.

tRNQ molekýlasynda bir tizbekti qurylymmen qatar komplementarly prınsıppen baılanysqan negizder de bar, ıaǵnı bul baılanysýlar tRNQ molekýlasyna jońyshqa japyraǵyna uqsas qurylym beredi. Ári qaraı bul qurylym kópqabatty L-tárizdi pishinge aınalady. Al L-tárizdi pishinniń eki jaǵynda baılanyspaǵan nýkleotıdter bolady. Bir jaǵyndaǵy nýkleotıdter antıkodondy quraıdy, al kelesi jaǵyndaǵy (3′-sońy) nýkleotıdter bos amınqyshqyldaryn baılanystyratyn kovalentti baılanysty qamtamasyz etetin (SSA) tizbekter bolady.

---