загрузка...
загрузка...
На головну

Регуляція експресії генів

  1.  F16.0 Гостра інтоксикація, обумовлена ??вживанням галюциногенів.
  2.  I. Частоти зустрічальності генів однієї алельних пари в популяції залишаються постійними з покоління в покоління.
  3.  Алгебра неповного зчеплення генів.
  4.  Аллостерічеськая регуляція каталітичної активності ферментів
  5.  В. Синтез андрогенів і їх попередників
  6.  ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ
  7.  Взаємодія генів і його вплив на розщеплення за фенотипом

Регуляція генної активності в клітинах може відбуватися на всіх етапах експресії - від реплікації ДНК до посттрансляційних процесів. Розглянемо регуляцію на рівні транскрипції.

Вперше принцип регуляції на рівні транскрипції був встановлений французькими вченими Ф. Жакобом і Ж. Моно в 1961 році. Свої дослідження вони проводили на кишкову паличку. Кишкова паличка при потраплянні в середу, що містить молочний цукор лактозу, виробляє фермент лактазу.Якщо ж лактози немає, то фермент не виробляється. Яким же чином клітина управляє процесом синтезу лактази? Відповідь на це питання дає запропонована Жакобом і Моно модель оперона. оперономназивається функціональна система, що складається зі структурних і регуляторних генів.

У наведеній нижче схемі lac-оперона Р - ген-регулятор; П - промотор; Про - ген-оператор; Z, Y, A - структурні гени, причому ген Z відповідає за вироблення ферменту лактази, ген Y кодує фермент, який здійснює активний транспорт лактози в клітку, а ген А хоча і знаходиться тут, проте ніякого відношення до розщеплення лактози не має.

Ген-регулятор кодує синтез білка-репрессора. Репрессор в хімічному відношенні дуже активний і тому у вільному стані не існує, він обов'язково повинен вступити з чимось в зв'язок. Якщо в навколишньому середовищу немає лактози, то репрессор вступає в зв'язок з оператором, блокуючи його. В цьому випадку РНК-полімераза не може прикріпитися до промотор (тому що заважає репрессор). Без ферменту РНК-полімерази не відбувається синтез і-РНК на структурних генах і, отже, на рибосомах не йде синтез ферменту лактази.

Якщо ж у навколишньому середовищі з'являється лактоза, то репрессор зв'язується з нею і звільняє ген-оператор. При відсутності репрессора в області гена-оператора фермент РНК-полімераза взаємодіє з промотором і здійснює синтез і-РНК на структурних генах. Далі і-РНК надходить на рибосоми, де здійснюється синтез ферменту лактази. Остання буде розщеплювати молочний цукор лактозу. Такий стан в клітці буде тривати до тих пір, поки не зникне лактоза. Після цього репрессор знову зв'язується з оператором і тим самим зупиняє процес синтезу ферменту лактази.

Даний принцип регуляції називається принципом індукції. Індуктором в даному випадку є молочний цукор - лактоза, тому що її поява веде до запуску синтезу ферменту.

Можливий і інший принцип регуляції синтезу білка - принцип репресії. Він також має місце у кишкової палички. У цьому випадку поява продуктів реакції не запускає, а гальмує процес синтезу ферменту.

Початково білок-репрессор знаходиться в неактивній формі, тому він ні з чим не вступає в зв'язок. Оператор вільний, і РНК-полімераза виробляє синтез і-РНК на структурних генах. Далі і-РНК надходить на рибосоми, де синтезуються відповідні ферменти. Ферменти розщеплюють субстрат до певних продуктів, які в свою чергу активують репрессор (взаємодіючи з ним). Активоване репрессор вступає в зв'язок з оператором, блокуючи його. Знаходження репрессора в області оператора веде до зупинки процесу транскрипції на структурних генах і, відповідно, до припинення синтезу ферментів на рибосомах. Необхідно відзначити, що активація репрессора відбувається тільки тоді, коли продуктів реакції накопичиться певна кількість (досить велике!).

За таким принципом у кишкової палички функціонують два оперона:

· his-оперон, Що містить 9 структурних генів і регулює синтез амінокислоти гістидин;

· trip-оперон, Що містить 5 структурних генів і регулює синтез амінокислоти триптофан.

У еукаріот принцип оперон регуляціїне виявлений. Активність кожного гена у них регулюється кількома генами-регуляторами, що кодують, відповідно, кілька регуляторних білків. Ці білки зв'язуються з певними ділянками в молекулі ДНК. Один з таких ділянок знаходиться перед промотором і називається препромоторним елементом; інші області лежать далеко від промотора і носять назви енхансером(Підсилювачів) і глушників. В результаті зв'язування регуляторних білків з цими ділянками відбувається вмикання і вимикання структурних генів.

Система вироблення регуляторних білків - «багатоповерхова». Головні регуляторні білки відповідають за вироблення другорядних. Важлива роль у регуляторних процесах належить також гормонам (часто вони є індукторами транскрипції) і білків гістонові природи.

 




 ВСТУП |  біогеоценотіческій рівень |  Місце біології в системі підготовки лікаря |  транскрипція |  Якісна і кількісна специфіка прояву генів в ознаки |  ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ |  комплементарна взаємодія |  ефект положення |  ЗАКОНОМІРНОСТІ наслідування зчепленого ОЗНАК |  генетика статі |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати