- •Клетка. Формы жизни.
- •Цитоплазматическая мембрана
- •Цитоскелет
- •Эукариотические хромосомы
- •Первичная перетяжка
- •Вторичные перетяжки
- •Типы строения хромосом
- •Политенные хромосомы
- •Трансмембранный транспорт в мембранной упаковке
- •Пассивный транспорт веществ через цитоплазматическую мембрану
- •Митохондрии
- •Рибосомы
- •Эндоплазматическая сеть
- •Аппарат Гольджи
- •11. Основные этапы транскрипционно-трансляционного потока информации у эукариот
- •Транскрипционно-трансляционный поток информации, активированный тироксином
- •Сравнительная характеристика про- и эукариот
- •Размножение. Развитие
- •1. Репликация у эукариот
- •2. Митотический цикл, 3. Митоз
- •4. Диплотена.
- •Гаметогенез
- •Общие закономерности эмбрионального развития
- •Гомеостаз
- •Критические периоды развития.
- •Тератогенез и тератогенные факторы
- •Дифференциальная активность генов в развитии
- •Эмбриональная индукция
- •Генетика
- •Особенности человека как объекта генетических исследований
- •Генные мутации
- •Хромосомные мутации
- •Геномные мутации
- •5. Генные болезни
- •Наследственные нарушения циркулирующих белков
- •Наследственные болезни обмена металлов Синдромы нарушения всасывания в пищеварительном тракте
- •6. Генетический полиморфизм людей.
- •Ядерный геном человека
- •Мутационная изменчивость
- •Комбинативная изменчивость
- •Модификационная изменчивость
- •11. Строение гена прокариот
- •12. Строение оперона прокариот.
- •Строение гена эукариот.
- •Транскрипция у прокариот
- •Транскрипция у эукариот
- •Трансляция у прокариот
- •Трансляция у эукариот
- •Строение зрелой иРнк эукариот
- •3' Полиадениновый хвост
- •Регуляция активности генов по типу индукции
- •Регуляция активности генов по типу репрессии
- •Репарация у эукариот
- •Регуляция экспрессии генов эукариот на уровне трансляции
- •Кариотип человека
- •Генная терапия
- •Виды генной терапии: терапия
- •Способы доставки в клетку генетической информации
- •Генеалогический метод антропогенетики
- •Популяционно-статистические методы антропогенетики
- •Цитогенетические методы антропогенетики
- •Генетический код
- •Межаллельные взаимодействия
- •Взаимодействия между неаллельными генами Комплементарность
- •Эпистаз
- •Полимерия
- •Сцепленное наследование. Кроссиговер
- •Генетика пола.
- •Сцепленное с полом наследование
- •Генокопии и фенокопии
- •Хромосомная теория наследственности
- •Цитоплазматическое наследование
- •Пенетрантность и экспрессивность
- •Антимутационные механизмы
- •Молекулярно-генетические методы антропогенетики
- •Диагностика наследственных заболеваний
- •4. Эволюционное учение.
- •Мутационный процесс как эволюционный фактор
- •Популяционные волны как эволюционный фактор
- •Борьба за существование как эволюционный фактор
- •Миграция как эволюционный фактор
- •Естественный отбор как эволюционный фактор
- •Дрейф генов как эволюционный фактор
- •Особенности человека разумного как вида.
- •Биологические факторы антропогенеза
- •Социальные факторы антропогенеза
- •Популяция как элементарная эволюционная единица
- •Проблема генетического груза
- •Биологические основы паразитизма
- •Паразитизм как экологический феномен.
- •Адаптации паразитов к паразитическому образу жизни.
- •Способы проникновения паразитов в организм человека
- •4) Трансмиссивный
- •Факторы действия паразита на организм хозяина. Факторы действия хозяина на организм паразита.
- •Биологические принципы борьбы с трансмиссивными и природноочаговыми заболеваниями.
- •Жизненные циклы паразитов. Чередование поколений и феномен смены хозяев.
- •Экология
- •1.Экологическая характеристика популяций.
- •2.Внутривидовые отношения
- •Межвидовые отношения
- •Пищевые цепи
- •Действие на человека абиотических факторов
- •Экологические категории организмов: продуценты, консументы и редуценты.
- •Адаптивные экологические типы человека.
- •Структура биогеоценоза.
- •Город как экологическая система.
- •Абиотические факторы города как среды обитания.
- •Природно-очаговые заболевания
- •Искусственные агроценозы.
- •Экологические проблемы современности.
- •Биотехнология.
- •Характеристика кривой зависимости степени благоприятности экологического фактора для организма от интенсивности этого фактора.
- •Современный экологический кризис биосферы.
- •Экологические системы.
- •Биосфера как экологическая система.
- •Экологическая генетика
- •Специфика среды обитания человека. Потребности человека.
- •Основные направления и результаты антропогенных изменений в окружающей среде.
- •Экологическая ниша человека
- •Биологическое оружие. Биологический терроризм.
- •Виды и основные свойства боевых биологических средств
- •Особенности поражения биологическим оружием
- •Антропоэкосистема.
- •Образ жизни человека. Здоровый образ жизни.
- •Болезнь человека как экологическое явление.
- •Основные свойства и признаки живого.
- •Клетки и организмы как неравновесные открытые системы.
- •Семья и жилище человека
11. Основные этапы транскрипционно-трансляционного потока информации у эукариот
Транскрипционно-трансляционная система или экспрессия гена.
Эта многокомпонентная система обеспечивает передачу наследственной информации из ядра в цитоплазму.
Начинается этот поток информации с биологически активного вещества (БАВ) – первичного сигнала. Это вещество несёт информацию, закодированную в его химической структуре. БАВ, имеющие различное молекулярное строение, несут и различную информацию. Первичный сигнал может нести информацию в клетку из внешней, окружающей человека среды, из внутренней среды организмы или из самой клетки о состояние её обменных процессов. Однако сам по себе первичный сигнал не способен перестроить множество её биохимических реакций на соответствующий режим работы. Этим занимаются специально сформированные в эволюции транскрипционно-трансляционные системы (ТТС). В сущности, функция первичного сигнала чрезвычайно проста – он изменяет активность соответствующей ТТС. Первым звеном ТТС на которое действует первичный сигнал является ген. Первичный сигнал изменяет его активность, что в свою очередь меняет активность всей последующей цепочки ТТС, которые связывают ген с его конечным продуктом – белком. Последний специфично влияет на метаболизм клетки, формируя определённый клеточный ответ. Таким образом первичным звеном ТТС является ген, а конечным – белок-фермент . Часто говорят, что метаболизм клетки находится под контролем генов. Это действительно так. В ядро функционирующей клетки постоянно поступают первичные сигналы из множества источников. Этот поток влияет на активность самых различных генов и связанных с ними ТТС и белков-ферментов. В такой ситуации метаболизм клетки всегда находится в динамическом равновесии. Нет первичного сигнала – не функционирует ген и соответствующая ТТС. Слаб первичный сигнал – в такой же мере меняется интенсивность метаболизма. Безусловно, изложенная схема функционирования ТТС слишком проста и даёт только общее представление о её деятельности. В действительности всё обстоит намного сложнее. Дальше мы покажем это на ряде примеров. Начнём с рисунка 1 , где схематично изложена работа ТТС.
Прежде всего, сделаем одно важное уточнение: первичный сигнал чаше всего воздействует не на сам ген, а на области генома, которые обслуживают данный ген – это области называются регуляторные зоны или гены регуляторы (мы их рассмотрим дальше). Часто эти зоны объединяют понятием – ядерный рецептор. Химическая реакция между БАВ и ядерным рецептором приводит к своеобразной цепной реакции, конечным результатом которой является изменение активности гена – ген может потерять активность или наоборот приобрести её. Об активности гена обычно судят по интенсивности транскрипции – синтезе на гене какой-либо РНК (тРНК, рРНК, иРНК или регуляторных РНК). Транскрибированная на гене РНК носит название транскрипт. Ген активен – значит, на нём формируется какой либо транскрипт, какая либо РНК, не активен – синтез РНК прекращён. В свою очередь только что синтезированные РНК чаще всего бывают не активными, не зрелыми, поэтому их ещё называют про-РНК (предшественники РНК и записывают так – про- иРНК, про-тРНК , про-рРНК и т.д.). На рисунке 2 в качестве транскрипта представлена про- иРНК. Для её активации (или, как чаще говорят, «для её созревания») в ядре имеется целый ряд механизмов, которые изменяют химическую и пространственную структуру про-РНК. Совокупность этих процессов носит название – процессинг. Процессинг происходит в ядре и по его завершению не активная про-РНК превращается в активную РНК. В таком виде она выходит через ядерные поры в цитоплазму и в комплексе с рибосомами и целым рядом других веществ (например, АТФ) осуществляет трансляцию. В результате происходит синтез полипептидной цепочки, которая, как правило, так же не активна. Для её активации и превращения в полноценный, функционирующий белок необходим процесс, который носит название фолдинг . Он происходит в цитоплазме и заключается в формировании у полипептидной цепочки вторичной, третичной и четвертичной структуры. Только после этого белок способен выполнять свои функции и становится полноправным участником клеточного метаболизма.
Рис. 1. Схема транскрипционно-трансляционного пути переноса информации в клетке.
В заключении ещё раз подчеркнём, что изложенная выше система (поток) передачи информации носит название ТТС или экспрессия гена. В ней различают два компонента: структуры (молекулы и органоиды) – носители информации и механизмы – совокупность процессов обеспечивающих перенос информации с одного носителя на другой. К обслуживающим структурам относятся: ядерный рецептор (регуляторная зона) – ген (структурный ген) – про-иРНК – иРНК – рибосома – полипептид – полноценный белок. К процессам относятся: регуляция активности гена - транскрипция гена – процессинг РНК – трансляция – фолдинг белка – изменение метаболизма клетки. Здесь уместно подчеркнуть, что не все учёные включают в экспрессию генов регуляцию активности гена, фолдинг и изменение метаболизма.
В медицинском аспекте функционирование ТТС в организме человека можно рассматривать с двух позиций. Во-первых, эта система принимает активное участие в поддержании постоянства внутренней среды организма путём регуляции соответствующих метаболических процессов. И, во вторых, повреждения любых звеньев этой системы может быть причиной развития патологии. Поясним это на примере потока информации ( или ТТС, что практически одно и тоже), который индуцируется (запускается) тироксином, т.е. в качестве первичного сигнала выступает тироксин. В этом случае принято говорить:- «тироксин-индуцированный поток информации».