Генът е сложна функционално активна единица, предназначена за регулиран синтез
РНК сплайсинг. В този случай частици, наречени хетерогенни ядрени нуклеопротеинови частици (hn-RNP частици), са прикрепени към първичните РНК транскрипти. Те са дълга 5000 нуклеотида РНК, увита около протеинов скелет. Частиците Hn-RNP се прикрепят към кръстовищата на екзони и интрони, след което се комбинират по двойки, за да образуват агрегати или сплайсозоми. В допълнение, сплайсозомата съдържа малки ядрени РНК, чиято функция е да премахват интрони.
Механизмът за отстраняване на интрона се осъществява с висока точност. По време на сплайсинг на РНК се образува специфична ласоподобна структура, която води до освобождаване на интрони и сплайсинг на екзони. И така, след обработка и сплайсинг, РНК транскриптът съдържа: затваряща последователност, иницииращ кодон (AUG) - метионин, екзони, стоп кодон и полиА край. Такава иРНК се освобождава в цитоплазмата и се използва в процеса на протеинов синтез.
Алтернативно снаждане. Механизмът и регулирането не са известни. Същността на алтернативния сплайсинг е, че различни иРНК могат да бъдат получени от един и същ първичен транскрипт чрез снаждане на екзони в различни последователности. Смята се, че алтернативното снаждане е много разпространено. Така един първичен транскрипт, в зависимост от броя на екзоните, може да носи информация от 4 до 1000 гена. Друго доказателство е, че в ядрото има малко РНК молекули – 2 процента, в цитоплазмата се откриват 145 хиляди вида иРНК.
Синтез на тРНК и рРНК. tRNA- в прокариоти и еукариоти се синтезират под формата на големи прекурсори, които след това се подлагат на нуклеолитична обработка с участието на рибонуклеази, тъй като tRNA гените съдържат единичниинтрони. След сплайсинг се образува пространствена структура, съдържаща 2 функционални части: антикодон триплет и аминоацилен край. В клетките има 20 вида тРНК според броя на аминокиселините, които изграждат протеина.
Гените на rRNA се намират в ядрото. rRNA молекулите първоначално се транскрибират като голям първичен транскрипт. Този транскрипт е обект на нуклеолитична обработка, която се различава от обработката на тРНК по механизъм и сигнали. Веднага след завършване на обработката рРНК се свързва с протеини и образува голяма и малка субединица от рибозоми.
Нива на регулиране на генната експресия при еукариоти. Регулацията на генна експресия при еукариоти се осъществява на различни нива и в различни компартменти. В ядрото генната експресия се регулира на нивата на генни пренареждания, амплификация, структурни пренареждания на хроматина, транскрипция и обработка. В цитоплазмата контролът се осъществява на ниво транслация и посттранслация.
Контролът на нивото на транскрипция зависи от действието на регулаторните протеини, подобрители и заглушители и елементи на адаптивна регулация. Контрол на ниво обработка на РНК. Има два вида обработка: алтернативна и диференциална. Алтернативната обработка е механизмът, който определя кои от първичните РНК транскрипти ще бъдат сплайсирани. Диференциалната обработка на РНК се състои в това, че различни РНК молекули се образуват от общ транскрипт. Това се определя от разликите в избора на места за полиаденилиране. Механизмът на алтернативно снаждане е тясно свързан с диференциалната обработка. Контрол на ниво транслация: скорост на разграждане на иРНК.
Протеинов синтез. иРНК е последователност от нуклеотиди: A, U, G, C. Те могат да бъдат сравнени с 4-буквена азбука. Комбинация от три букви или тринуклеотиди (триплет) се нарича кодон. Аминокиселините се доставят до мястото на протеиновия синтез чрез транспортни РНК. Синтезът на протеини започва с образуването на комплекса рибозома-иРНК. Рибозомата съдържа 2 функционални места: пептидил (Р) и аминоацил (А). Разпознаването на кодона става на мястото на аминоацила. Пептидовият регион съдържа нарастваща верига. Етапи на протеиновия синтез: начало, удължаване и завършване.
Започването включва разпознаване, при което кодонът на иРНК съответства на антикодона на тРНК, след което настъпва транслокацията на тРНК с аминокиселината към Р-центъра, добавянето на аминокиселината и освобождаването на тРНК. В този случай иРНК се измества спрямо рибозомата с един кодон. На етапа на удължаване процесът се повтаря отново, като единствената разлика е, че всяка следваща аминокиселина се присъединява към предишната, за да образува пептидна връзка. Този процес протича с изразходване на енергия под формата на АТФ. Една рибозома синтезира 100 пептидни връзки за 1 минута. Стъпката на прекратяване започва, когато в центъра А се появи безсмислен кодон. Този безсмислен кодон се разпознава от факторите на освобождаване и отделя протеиновата молекула от рибозомата. Като цяло, процесът на синтез на протеини се регулира и контролира от 9 фактора от природата на протеина: 3 фактора на започване, удължаване и прекратяване. След края на синтеза протеинът навлиза в кухината на ендоплазмения ретикулум, придобива вторична, третична структура, претърпява обработка, може да се използва в живота на клетката, да се съхранява или секретира навън чрез екзоцитоза.