If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Biologiya

Course: Biologiya > Unit 15

Lesson 2: Transkripsiya
Tabiiy fanlar
Biologiya
Markaziy dogma (DNKdan RNKga, RNKdan oqsilga)
Transkripsiya
© 2023 Khan AcademyFoydalanish shartlariMaxfiylik siyosatiCookie Notice

Eukariot pre-iRNK protsessingi

Google sinfxona
5' qalpoq va poli A dum. Splaysing, intronlar va ekzonlar.

Asosiy tushunchalar:

  • Eukariot hujayralaridagi RNK transkript sintezlangach, u pre-iRNK hisoblanadi. Informatsion RNK (iRNK)ga aylanishi uchun protsessing (qayta ishlov)dan oʻtishi kerak.
  • 5ʼ qalpoq RNK transkriptining boshiga, 3ʼ poli-A dum esa oxiriga brirktiriladi.
  • Splaysing jarayonida RNK transkriptining ayrim qismlari (intronlar) olib tashlanadi va qolgan qismlar (ekzonlar) oʻzaro biriktiriladi.
  • Ayrim genlar alternativ splaysingdan oʻtishi mumkin. Bu esa bitta boshlangʻich transkriptdan turli yetilgan iRNK molekulalari hosil boʻlishiga olib keladi.

Kirish

Tasavvur qiling, siz kitoblar ishlab chiqaradigan fabrikani boshqarasiz va oʻzingiz yoqtirgan kitobning barcha varaqlarini bosib chiqardingiz. Endi sahifalar bor ekan, kitob nashrga tayyormi? Xoʻsh... kitoblar odatda old va orqa muqovalariga ega. Shunday ekan, siz ularni kitobga yopishtirishingiz mumkin. Bosib chiqarish paytida yozuvsiz yoki tartibi aralashib ketgan sahifalar ham boʻlganmi? Ehtimol, kitoblaringizni sotishdan oldin ularni tekshirib koʻrishingiz va ortiqcha qismlarini olib tashlashingizga toʻgʻri kelar, aks holda, xaridorlaringiz sizdan norozi boʻladi.
Biz yuqorida keltirgan jarayon tanamizdagi hujayralarda RNK transkripti oʻtishi kerak boʻlgan jarayonlarga oʻxshaydi. Inson hujayralari va barcha eukariotlarda yangi sintezlangan (RNK polimerazadan endigina ajralgan) RNK faoliyatini boshlashga hali tayyor boʻlmaydi. Pre-iRNK deb nomlanuvchi bu molekula oqsil molekulasiga translyatsiya boʻlish jarayonida ishtirok etishi uchun bir qancha bosqichlardan oʻtishi va yetilgan informatsion RNK (iRNK)ga aylanishi lozim. Bu quyidagilarni oʻz ichiga oladi:
  • Transkriptning ikki uchiga qalpoq va dum molekulalarini biriktirish. Bu kitobning old va orqa muqovalari kabi himoya vazifasini bajaradi.
  • Intronlar deb nomlanuvchi “keraksiz” qismlarni olib tashlash. Intronlar kitob chop etish jarayonidagi boʻsh varaqlarga oʻxshaydi va kitob oʻqishga yaroqli boʻlishi uchun ularni olib tashlash talab etiladi.
Bu maqolada eukariot RNK transkriptining qalpoq, dum va splaysing kabi oʻzgarishlarini, ularning qanday ishlashi va oqsil sintezidagi rolini toʻliqroq koʻrib chiqamiz.

Eukariotlardagi pre-iRNK protsessing jarayoni haqida tushuncha

Aytib oʻtilganidek, gen ekspressiyasi (oqsil yoki uning bir boʻlagi sintezi uchun genni “oʻqish” jarayoni) bakteriya va eukariot hujayralarida turlicha boʻladi.
Chap tomon: eukariot hujayra. Yadroda chiziqli xromosomadagi DNK boʻlagidan transkripsiya yoʻli bilan pre-iRNK sintezlangan. Bu transkript yetilgan iRNKga aylanishi uchun hali yadro ichida joylashgan vaqtida protsessing (splaysing, 5ʼ qalpoq va poli-A dum biriktirish) jarayonlaridan oʻtishi kerak. Yetilgan iRNK yadrodan sitozolga chiqarib yuboriladi, bu yerda u ribosoma bilan birgalikda polipeptid sintez qilish uchun translyatsiya jarayonida ishtirok etadi.
Oʻng tomon: bakteriya. Xromosoma halqa shaklida boʻlib, bevosita sitozolda joylashgan. DNK transkripsiya qilinayotganda, RNK (bu davrda yetuk hisoblangan iRNK) ribosoma bilan birikib, oqsil sintez qilishga kirishadi.
Bakteriyalarda RNK transkript darhol oqsil sintez qilish uchun translyatsiyaga kirishishga tayyor boʻladi. Eukariotlarda bu sal murakkabroq, lekin qiziqarli yoʻl bilan kechadi. Bevosita transkripsiyadan soʻng sintezlangan hujayra pre-iRNK deb nomlanadi va u yetilgan informatsion RNK (iRNK)ga aylanishi uchun bir qancha jarayonlardan oʻtishi lozim. Bular:
  • RNKning “boshiga” 5ʼ qalpoq biriktirish
  • RNKning oxiriga poli-A dum (A nukleotidlaridan iborat dum) biriktirish
  • Intronlar yoki “keraksiz” qismlarni olib tashlash, qolgan qismlar (ekzonlar)ni oʻzaro biriktirish.
Bu jarayonlar yakunlangandan keyin pre-iRNK yetuk iRNKga aylanadi. U oqsil ishlab chiqarish uchun yadrodan tashqari (hujayra boʻshligʻi)ga chiqadi.

5ʼ qalpoq va poli-A dum

Pre-iRNKning ikkala uchi ham kimyoviy guruhlar biriktirish yoʻli bilan modifikatsiyalanadi (oʻzgartiriladi). Boshlanishidagi (5ʼ oxir) guruh qalpoq, oxiridagi (3ʼ oxir) guruh esa dum deb yuritiladi. Ikkalasi ham transkriptni himoya qiladi va yadrodan chiqishga, ribosoma (oqsil ishlab chiqarish “mashinasi”) bilan translyatsiyada qatnashishga yordam beradi1.
5ʼ qalpoq transkripsiya jarayonida transkriptning birinchi nukleotidiga birikadi. Qalpoq modifikatsiyalangan guanin (G) nukleotididan iborat boʻlib, transkriptni parchalanishdan himoya qiladi. Shuningdek, ribosomaning iRNK bilan birikishiga va oqsil sintezi uchun iRNKning oʻqilishiga xizmat qiladi.
5ʼ qalpoq va 3ʼ poli-A dumga ega boʻlgan pre-iRNK rasmi. 5ʼ qalpoq pre-iRNKning 5ʼ oxirida joylashgan va G nukleotidlari modifikatsiyasidan iborat. Poli-A dum 3ʼ oxirida joylashadi va A nukleotidlarning uzun zanjiridan iborat.
Poli-A dum qanday biriktiriladi? RNKning 3ʼ oxiri juda gʻayrioddiy usul bilan shakllanadi. Transkripsiya jarayonida RNK zanjirida poliadenillash signal ketma-ketligi yuzaga kelgach, ferment RNKni shu joydan ikki qismga ajratadi. Boshqa ferment 100 - 200 ta adenin (A) nukleotidini ajratilgan oxirga biriktiradi va poli-A dum hosil qiladi. Bu dum RNK turgʻunligini oshiradi va yadrodan sitozolga chiqishiga yordam beradi.

RNK splaysing

RNK splaysing inson hujayralaridagi RNK protsessingning uchinchi katta jarayoni. RNK splaysingda pre-iRNKning intron deb ataluvchi maxsus qismi splaysosoma deb ataluvchi oqsil-RNK kompleksi tomonidan taniladi va olib tashlanadi. Intronlar “keraksiz” qismlar sifatida koʻriladi va olib tashlanadi, RNK molekulasining faqat “kerakli qismlari” qoladi.
“Kerakli qismlar” deganda nima tushuniladi? RNKning olib tashlanmaydigan qismlari ekzonlar deb ataladi. Ekzonlar splaysosoma tomonidan birlashtiriladi, yetilgan iRNK sifatida yadrodan chiqariladi.
Pre-iRNKning ekzon va intronlari tasvirlangan rasm. iRNKning butun uzunligi boʻyicha ekzon va intronlar alternativ (munosib) ketma-ketlikda joylashadi: Ekzon 1 - Intron 1 - Ekzon 2 - Intron 2 - Ekzon 3. Har biri RNKning maʼlum qismini egallaydi. Splaysing davomida intronlar pre-iRNKdan olib tashlanadi, yetilgan iRNK hosil qilish uchun esa ekzonlar oʻzaro biriktiriladi.
Buning asosiy sababi shundaki, oqsillarni faqat genning ekzon qismlari kodlaydi. Oqsil hosil qilish uchun intronlar nafaqat keraksiz qism sifatida koʻriladi, balki iRNK oqsilni toʻgʻri ketma-ketlikda kodlashi uchun ularni olib tashlash zaruriyati tugʻiladi. Agar splaysosoma intronni olib tashlay olmasa, unda “keraksiz” qismlari bor iRNK sintezlanadi va translyatsiya vaqtida notoʻgʻri (keraksiz) oqsil hosil boʻladi.

Alternativ splaysing

Nega splaysing? Nega splaysing jarayoni mavjudligi aniq emas va bu qandaydir isrofgarchilik tizimiga oʻxshaydi. Ammo splaysing alternativ splaysing deb nomlangan jarayonni amalga oshirish imkonini beradi, bunda bitta gendan birdan ortiq iRNK hosil qilinishi mumkin. Alternativ splaysing orqali inson hujayralari (va boshqa eukariotlar) DNK tarkibidagi genlar soniga qaraganda koʻproq oqsillarni kodlay oladi.
Alternativ splaysingda bitta pre-iRNK ikki (baʼzan undan ham koʻp) turlicha variantda splaysingga uchrashi mumkin. Masalan, quyidagi rasmda bitta pre-iRNK qaysi ekzon zanjirda qolishiga qarab uch xil koʻrinishda splaysingga uchragan. Buning natijasida uchta har xil yetilgan pre-iRNK shakllanadi va har biri translyatsiya natijasida uch xil strukturali oqsil hosil qiladi.
Alternativ splaysing rasmi.
DNK ketma-ketligi kodlaydigan pre-iRNA transkripti ekzon sifatida ishlatilishi mumkin boʻlgan beshta qismga ega: Ekzon 1, Ekzon 2, Ekzon 3, Ekzon 4 va Ekzon 5. Ekzonlar iRNA boʻylab chiziqli tartibda joylashtirilgan va ularning orasida intronlar joylashgan.
Birinchi splaysing jarayoni, yetilgan iRNKda beshala ekzon ham saqlangan. Bular Ekzon 1 – Ekzon 2 – Ekzon 3 – Ekzon 4 – Ekzon 5. Bu iRNK translyatsiyada A oqsilni kodlaydi, unda beshta domen mavjud: Halqa 1 (Ekzon 1 tomonidan kodlanadi), Halqa 2 (Ekzon 2 tomonidan kodlanadi), Halqa 3 (Ekzon 3 tomonidan kodlanadi), Halqa 4 (ekzon 4 tomonidan kodlanadi) va Halqa 5 (Ekzon 5 tomonidan kodlanadi).
Ikkinchi splaysing jarayoni, yetilgan iRNK tarkibiga Ekzon 3 kirmagan. U Ekzon 1 - Ekzon 2 - Ekzon 4 - Ekzon 5 larni oʻz ichiga olgan. Translyatsiyada bu iRNK B oqsilni kodlaydi. Unda toʻrtta domen mavjud: Halqa 1 (Ekzon 1 tomonidan kodlanadi), Halqa 2 (Ekzon 2 tomonidan kodlanadi), Halqa 4 (Ekzon 4 tomonidan kodlanadi) va Halqa 5 (Ekzon 5 tomonidan kodlanadi). Oqsilda Halqa 3 qismi yoʻq, chunki yetilgan iRNK tarkibiga uni kodlovchi Ekzon 3 kirmagan.
Uchinchi splaysing jarayoni, yetilgan iRNK tarkibiga Ekzon 4 kirmagan. U Ekzon 1 - Ekzon 2 - Ekzon 4 - Ekzon 5 larni oʻz ichiga olgan. Translyatsiyada bu iRNK C oqsilni kodlaydi. Unda toʻrtta domen mavjud: Halqa 1 (Ekzon 1 tomonidan kodlanadi), Halqa 2 (Ekzon 2 tomonidan kodlanadi), Halqa 3 (Ekzon 3 tomonidan kodlanadi) va Halqa 5 (Ekzon 5 tomonidan kodlanadi). Oqsilda Halqa 4 qismi yoʻq, chunki yetilgan iRNK tarkibiga uni kodlovchi Ekzon 4 kirmagan.
_Rasm manbasi: “DNK, alternativ splaysing”, Milliy genom tadqiqot instituti (jamiyat mulki)._

Oʻzingiz urinib koʻring: xabarni splaysing qiling

Sizning vazifangiz quyidagi maxfiy xabarning kodini ochish. Dastlab binafsharangga boʻyalgan va tagiga chizilgan “keraksiz” harflarni olib tashlang. Keyin qolgan harflarni boshidan boshlab uchta guruhga boʻling.
THEDOGRAMAPQ―ANANDAZAPTQM―TETHEHAT
Xoʻsh, sinab koʻrdingizmi?
  • Agar binafsharang harflarni olib tashlasangiz, quyidagi harflar ketma-ketligiga ega boʻlasiz:
  • Agar qolgan harflarni uchta guruhga birlashtirsangiz, quyidagi xabar kelib chiqadi:
Siz hozirgina koʻrib chiqqan jarayon asosan inson hujayralari gen ekspressiyasida oʻtkaziladigan jarayondir. Maqolada oldinroq aytib oʻtganimizdek, aksariyat pre-iRNKlar intron deb nomlangan binafsharang harflar singari “keraksiz” qismlarga ega. Bu qismlar olib tashlanishi kerak va toʻq qizil rangdagi harflar singari kerakli qism (ekzon)lar oʻzaro biriktirilib, yetilgan iRNK hosil qilishi kerak.
Translyatsiya davomida iRNK uchta nukleotiddan iborat guruhlarga boʻlib oʻqiladi. Har bir guruh bitta aminokislotaga mos keladi va u polipeptid (oqsil yoki oqsil subbirligi)ga qoʻshiladi. Agar RNK splaysingga uchramasa, keraksiz qoʻshimcha nukleotidlarga ega boʻladi va notoʻgʻri oqsil toʻgʻrisida “maʼlumot” saqlaydi. Yuqoridagi xabarning kodini binafsharang harflarni olib tashlamasdan turib ochishga harakat qilganimizda ham shunday hodisa yuz beradi:
THE DOG RAM APQ― ANA NDA ZAP TQM ―TET HEH AT
Binafsharang harflarni jumladan olib tashlash toʻgʻri xabarni tugatishning kaliti boʻlganidek, iRNK toʻgʻri maʼlumotni (va toʻgʻri polipeptid ishlab chiqarilishini boshqarishni) taʼminlash uchun kalit hisoblanadi.

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish
Hozircha izohlar yoʻq.
Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.