2) первичного РНК транскрипта (пре-мРНК) (+)
3) полипептидной цепи
4) комплиментарной ДНК (кДНК)
Непосредственным продуктом транскрипции белок-кодирующего гена у эукариот является первичный РНК-транскрипт — пре-мРНК. РНК-полимераза II считывает матричную цепь ДНК в направлении 3′→5′ и синтезирует комплементарную РНК в направлении 5′→3′. Полученная молекула содержит как экзоны, сохраняющиеся в зрелой РНК, так и интроны, которые впоследствии удаляются.
Пре-мРНК превращается в зрелую мРНК только после посттранскрипционного процессинга. Он включает присоединение 5′-кэпа, сплайсинг с удалением интронов и полиаденилирование 3′-конца. Эти модификации повышают стабильность РНК, обеспечивают её экспорт из ядра и создают условия для последующей трансляции на рибосомах.
Полипептидная цепь образуется не при транскрипции, а при трансляции, когда последовательность кодонов мРНК преобразуется в аминокислотную последовательность. Комплементарная ДНК синтезируется на матрице РНК ферментом обратной транскриптазой и применяется, в частности, при молекулярно-генетических исследованиях экспрессии генов. Следовательно, зрелая мРНК и кДНК являются результатами последующих процессов, а не непосредственными продуктами транскрипции.
| Процесс или этап | Матрица | Основной продукт | Ключевой фермент или комплекс | Диагностическое значение |
|---|---|---|---|---|
| Транскрипция белок-кодирующего гена | Матричная цепь ДНК | Первичный РНК-транскрипт, или пре-мРНК | РНК-полимераза II | Отражает начальный этап экспрессии гена |
| 5′-кэпирование | 5′-конец пре-мРНК | РНК с модифицированным 5′-концом | Кэпирующий ферментный комплекс | Обеспечивает стабильность РНК и распознавание рибосомой |
| Сплайсинг | Пре-мРНК с экзонами и интронами | РНК без интронов | Сплайсосома | Нарушения сплайсинга могут быть причиной наследственных заболеваний |
| Полиаденилирование | 3′-конец пре-мРНК | РНК с поли(А)-хвостом | Комплекс расщепления и поли(А)-полимераза | Используется при выделении эукариотической мРНК |
| Трансляция | Зрелая мРНК | Полипептидная цепь | Рибосома, тРНК и факторы трансляции | Определяет синтез белкового продукта гена |
| Обратная транскрипция | РНК | Комплементарная ДНК | Обратная транскриптаза | Применяется в ОТ-ПЦР и анализе экспрессии генов |
Первичный транскрипт может подвергаться альтернативному сплайсингу, благодаря чему один ген способен кодировать несколько изоформ белка. Патогенные варианты в сайтах сплайсинга нарушают нормальное удаление интронов или соединение экзонов и могут приводить к пропуску экзона, удержанию интрона либо сдвигу рамки считывания. Для оценки таких нарушений исследуют РНК пациента с последующим синтезом кДНК и анализом структуры транскрипта. Таким образом, разграничение транскрипции, процессинга РНК, обратной транскрипции и трансляции имеет принципиальное значение для интерпретации молекулярно-генетических исследований.