Структурная организация оперона.
Группа функционально связанных между собой Генов, детерминирующих синтез белков-ферментов, относящихся к последовательным этапам какого-либо биохимического процесса. Концепция О. как часть теории генетической организации и регуляции выдвинута в 1961 французским учёными Ф. Жакобом и Ж. Моно на основе экспериментальных работ по синтезу индуцируемых ферментов у мутантов кишечной палочки. Регуляторная функция О. осуществляется на стадии транскрипции(т. е. при образовании информационной, или матричной, рибонуклеиновой кислоты(м-РНК) на соответствующем участке дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В начале О. обычно локализован промотор — инициирующий транскрипцию участок ДНК, с которым специфически связывается фермент РНК-полимераза, осуществляющая транскрипцию О. За промотором расположен оператор — участок ДНК, с которым взаимодействует регуляторный белок — репрессор. Остальную часть О. составляют структурные гены, содержащие информацию о последовательности аминокислот в полипептидных цепях белков. Репрессоры синтезируются под контролем генов-регуляторов, необязательно входящих в данный О. Взаимодействуя с оператором, репрессор влияет на скорость транскрипции структурных генов. Репрессор, с одной стороны, способен «узнавать» последовательность оснований ДНК оператора, с другой — взаимодействовать с низкомолекулярными веществами — эффекторами, являющимися чаще всего субстратами или продуктами действия ферментов, определяемых данным О. Эффекторы резко меняют сродство репрессора к оператору; некоторые его снижают, другие повышают. Когда репрессор связан с оператором, он препятствует движению РНК-полимеразы вдоль О., и синтез м-РНК тормозится, «выключается». Отделение репрессора от оператора приводит к «включению» О. Т. о., оператор определяет активность О. в целом. Описанная регуляция называется негативной, или отрицательной. Существует и позитивная, или положительная, регуляция, осуществляемая белком-активатором, который, присоединяясь к начальной части О. (перед промотором), активирует транскрипцию О. Конец О. — последовательность нуклеотидов, с которыми связан специфический белок — т.н. терминатор, прерывающий синтез РНК. Полагают, что в клетках высших организмов сохраняются основные черты описанных механизмов регуляции. Концепция О. оказалась весьма плодотворной для развития молекулярной генетики и в дальнейшем была подтверждена многими исследователями с использованием как генетических, так и биохимических подходов. Из представлений об О. следует, что активность гена в клетке упорядочена и зависит как от внешних условий, так и от деятельности др. генов; они также позволяют понять, каким образом генетический аппарат клетки адекватно реагирует на изменение внешних условий. 3. Транскриптон, его особенности организации. Процессинг. У эукариот ген является непрерывной последовательностью кодона, а разделен на 2 вида участков 1-экзоны, состоят из смысловых кодонов 2-не кодирующие вставки интроны, состоят из коротких повторов нуклеотидов. Особенности молекулярного строения гена эукариот нашли отражение и в потоке инфо эукариот. У прокариот информация с ДНК транскребируется на и-РНК и трансмисируется на белок одновременно в цитоплазме т.к и ДНК и РНК находятся там. У эукариот ДНК отделена от места восприятия инфо-рибосомным барьером. Поэтому транскрипция и трансляция разделены во времени и пространстве. Транскрипция раньше и в ядре. У эукариот в потоке информации не два, а три этапа. После транскрипции, в результате которой информация переписывается с экзонов и интронов на про-и-РНК, идет процесс процессинга. – преобразуя про-и-РНК в зрелую и-РНК, которая выходит потом из ядра в цитоплазму и в рибосомах происходит синтез белка. Про-и-РНК содержит информацию как с экзонов, так и с интринов. Задача процессинга –убрать информацию с интронных вставок. Процессинг состоит из 4-х этапов 1) узнование и вырезание ферментами-рестректазами интриных вставок. 2) сливание с помощью ферментов-лигаз экзонов в кодирующую зону «зрелой» и-РНК (сливание экзонов- сплайсинг) в том порядке, в котором они были в ДНК 3) достройка (пришиваник) к информационной зоне и-РНК функциональных группировок: «шапочка и-РНК»в начале, в конце кодирую зоны пришивается полиадениловый хвост 4) преобразовани «зрелой» и-РНК в информационную, в виде которой она вых в цитоплазму.
Tema 4
|
