prosdo.ru
добавить свой файл
1
Структура гена.


Ген – элементарная единица наследственности. Он имеет экзон-интронную организацию. Ген – это участок молекулы ДНК, несущей информацию о белке в его первичной структуре. d:\ebook\конспекты\био\структурная организация гена.jpg

Оператор вместе с цистроном составляет оперон.

Промотор – определяет место прикрепления ДНК-полимеразы и он является началом гена, определяет ДНК-матрицу, с которой будет считываться инфрмация.

Цистрон – несет гшенетический код. С него снимается информация на информационную РНК (матричную). Цистрон неоднороден. Состоит из экзонов (несущих генетическую информацию) и интронов (не несущих генетической информации участков).

У прокариот в случае гибели экзона его заменяет соответствующий интрон (Э1 заменяется И1). У эукариот этот факт не установлен.

Транскрипция.

Транскрипция – переписывания. Т.е. это процесс синтеза иРНК с ДНК. Но пишется не только информация об одном белке, но в процессе прихватываются информация из соседних участков, т.е. о нескольких генах. d:\ebook\конспекты\био\транскрипция.jpg

В результате транскрипции формируется проРНК – это предшественник иРНК, который состоит не только из кодирующих участков, но и соседних участков с данным геном.

проРНК так же образует комплексы с белками. Затем происходит процесс дозревания РНК. проРНК выходит при этом в цитоплазму клетки, где происходит ее дозревание, то есть специальные ферменты рестриктазы отрезают лишние участки с начала соседних генов – это процессинг. Затем рестриктазы отрезают друг от друга экзоны и интроны. В результате процессинга формируется иРНК. Затем ферменты лигазы сшивают информативные участки – экзоны между собой. Этот процесс называется сплайсингом. В результате его формируется мРНК.


5'конец проРНК – лидерный участок располагается перед стартовым кодоном.

3’конец – трейлерный следует за кодоном терминатора.

У эукариот стартовым кодоном всегда является – АУГ,

У бактерий – ГУГ.

Регуляция белкового синтеза.

Существует несколько типов регуляции белкового синтеза.

1 тип – генная регуляция синтеза белка у прокариот.

Процесс открыт в 1965 году биохимиками (франц) Жакобом и Моно и Андре-Мишель Львов. За это открытие они получили нобелевскую премию. Ученые использовали метод меченых атомов. Эксперимент проводили на бактериях (прокариотах) и как питательную среду использовали сахар лактозу. Именно они открыли в геноме бактерий специальные генетические единицы – опероны. Они обнаружили, что как только в среду вносят лактозу, то дрожжи начинают вырабатывать ферменты, ее расщепляющие. А именно B-галактодидаза, если в среде нет лактозы, то ферменты не обнаруживались.

Ген-регулятор, ответственный за синтез специального белка-репрессора (угнетатель), имеет сродство с геном оператором и легко связывается с ним. Если в среде нет лактозы, то репрессор “забивает” оператор или блокирует его и РНК полимераза не может пройти на структурные гены и синтеза фермента «бета-галоктидазы» не происходит.

Если в среде культивирования есть лактоза , то нарушается сродство репрессора с оператором и путь для РНК-полимеразы свободен. Она проходет на структурные гены, обеспечивая синтез иРНК. Далее на основе ее информации синтезируется белок-фермент B-галоктидаза, расщепляющий лактозу. Таким образом геном может находиться как в активном, так и в пассивном состоянии. d:\ebook\конспекты\био\механизм регуляции белкового синтеза у прокариот.jpg

2 тип – генная регуляция синтеза белка у эукариот.

Процесс более сложный, хотя принципы и механизмы регуляции похожи. Процесс регуляции у эукариот осуществляется с помощью белков-гистонов, имеющих щелочную природу. Гистоновые и негистоновые белки – антогонисты (противоположны по хим. свойствам). Гистоны препятствуют считыванию генетической информации с ДНК, а негистоновые наоборот стимулируют синтез НК. И те, и другие белки эволюционно очень древние. Гистоновые белки существуют давно, и не изменились с момента их возникновения в процессе эволюции, не изменились и их функции. Если гистоны фосфорилируются (разрушаются), то белки изменяются и открывается свободный участок в молекуле ДНК. На этом участке возможно считывание генетической информации, то есть идет транскрипция – синтез иРНК. Таким образом это самый быстрый способ регуляции белкового синтеза.


3 тип – универсальный гормональный тип регуляции.

Действует как у животных, так и у растений. Все гормоны действуют на генном уровне. Они активизируют синтез иРНК. Очень часто для лечения используют гормональные препараты. При этом опасна передозировка их и неправильное применения, так как эффекты воздействия их непредсказуемы и вредны. Недопустимо самолечение.

3 тип – регуляция на уровне транскрипции.

Это процесс блокировки синтеза информационной РНК.

3 тип – регуляция на уровне трансляции.

1) Если в организме не хватает каких-либо тРНК, то синтез будет тормозиться.

2) Внешние условия так же могут влиять на трансляцию.

3) Отсутствие витаминов останавливает или тормозит процесс.