- •Экспрессия генов у прокариот и эукариот
- •Генетиический код - это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков
- •Непрерывность — между триплетами нет
- •Перекрываемость – заключается в том, что
- •Однозначность — определённый кодон
- •Второй генетический код
- •экспрессия генов — это процесс, в ходе
- •Экспрессия генов
- •Реализация наследственной
- •Регуляция транскрипции у
- •Первая модель регуляции генной активности была предложена Жакобом и Моно.
- •При отсутствии лактозы конфигурация белка- репрессора такова: открыты центры сродства к оператору.
- •Транскрипцию можно разделить на 3 стадии:
- •Экспрессия генов
- •Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во время транскрипции, и
- •Инициация транскрипции
- •Элонгация – сам процесс считывания информации
- •Фермент РНК - полимераза считывает
- •Терминация транскрипции осуществляется палиндромом, который образует шпилечную структуру или фигуру «креста»
- •Регуляция экспрессии генов у прокариот
- •Схема регуляции транскрипции структурных генов прокариотической клетки по типу индукции
- •Процессинг
- •Регуляция прцессинга
- •Активация аминокислот и
- •Т – РНК обеспечивают перевод нуклеотидной последовательности в аминокислотную
- •Связывание тРНК с аминокислотой
- •Происходит на рибосомах и включает три
- •Трансляция зависит от каталитических
- •Инициация трансляции
- •Матричная нить ДНК, которая служит матрицей для синтеза РНК, находится в активном центре
- •Экспрессия генов эукариот
- •У эукариот имеются три типа РНК-полимераз:
- •В проксимальной основной мотив ТАТА. У эукариот это бокс Хогнеса-Гольдберга,
- •Регуляция у эукариот
- •Гормоны могут влиять как на процессы транскрипции, так и процессы трансляции.
- •Различают экспрессию гена:
- •2) Индуцибельная экспрессия гена
- •В роли индукторов м. б. также и факторы внешней
- •Искусственные гены конструируются таким образом, чтобы получить макс. кол-во желаемого продукта с миним.
- •Описаны случаи экспрессии целевого продукта в бактериях до уровня 50% от всего клеточного
Регуляция транскрипции у
бактерий
Осуществляется на уровне транскрипцииМодель регуляции транскрипции у прокариот разработана Жакобом и Моно в 1961 году на кишечной палочке
Регуляция транскрипции у бактерий обычно охватывает кластер генов, кодирующих функционально родственные белки. Такими белками обычно являются ферменты
Первая модель регуляции генной активности была предложена Жакобом и Моно.
Моно изучал процесс утилизации лактозы E. Coli и обнаружил, что в ее утилизации задействовано
2 фермента: β-галактозидаза, расщепляющая на глюкозу и галактозу, и 2-й пермиаза, обеспечивающая транспорт лактозы
в клетку бактерий.
Появлялся 3-й фермент-спутник – трансацетилаза. Эти три фермента всегда активны синхронно. Выяснено, что должен быть какой-то ген – регулятор. Продукты этого гена вкл/выкл синтез ферментов
Ферменты появлялись при наличии лактозы.
Предположили, что должен быть индуктор, индуцирующий активность комплекса.
При отсутствии лактозы конфигурация белка- репрессора такова: открыты центры сродства к оператору.
Когда лактоза оказывается рядом с белком- репрессором, то она связывается со своими цетрами, образуя устойчивый комплекс.
Оператор освобождается и РНК-полимераза начинает считывать информацию.
В результате строятся ферменты, расщепляющие лактозу, и участвуют в ее активном транспорте через мембрану клетки. После этого белки- ингибиторы открывают центры сродства к оператору, к которому она опять присоединяется, препятствуя синтезу иРНК. Если теряется при мутации сродство к лактозе, то теряется сродство к оператору. Если мутация в операторе, то изменится сродство к гену-регулятору
Транскрипцию можно разделить на 3 стадии:
инициацию, элонгацию и терминацию.
Кинициации можно отнести:
процесс узнавания промотора,
плавления и начала синтеза РНК.
Элонгация – это дальнейший процесс синтеза РНК. Имеется четкая граница между инициацией и элонгацией транскрипции, выражающаяся в диссоциации сигма-субъединицы, которая была необходима для узнавания промоторных элементов ДНК.
На стадии синтеза первых фосфодиэфирных связей рождающейся цепи РНК наличие специфических взаимодействий с промотором «тянет» РНК- полимеразу назад при ее 2 попытках уехать вперед.
Экспрессия генов
С Т А Д И И
Прокариоты
Транскрипция |
Эукариоты |
|
|
Транскрипция |
|
|
|
|
Транспорт |
Процессинг |
|
аминокислот |
Транспорт |
|
Трансляция |
аминокислот |
|
|
|
|
Трансляция
Экспрессия генов может регулироваться на всех стадиях процесса: и во время транскрипции, и во время трансляции, и на стадии посттрансляционныой модификаций белков
Модель оперона у прокариот
Существует ген I (ингибитор),
в другом участке блок Lac-оперон, состоящий из промотора, оператора (место связывания белка репрессора, репрессор – белок, препятствующий синтезу иРНК)
Инициация транскрипции
Элонгация – сам процесс считывания информации
Процесс транскрипции ДНК в клетках всех организмов осуществляется ДНК- зависимыми РНК-полимеразами. В качестве матрицы данные ферменты используют молекулу ДНК, а синтезируют молекулу РНК из рибонуклеозидтрифосфатов (рНТФ).
Основной принцип работы РНК- полимеразы:
специальным фактором в составе фермент РНК- полимеразы, узнаются промоторы.
После этого происходит локальное плавление небольшого участка ДНК (примерно 1 витка двойной спирали) и на расстоянии 10-ти нуклеотидов от промотора