Посттрансляционные процессыактивная молекула белка.
2)Последовательность работы гена эукариот: транскрипция, процессинг, трансляция, посттрансляционные процессы.
Этапы реализации наследственной информации у эукариот:
1) В ядре:
— транскрипцияпро-РНК;
Процессингзрелая и-РНК.
2) В цитоплазме:
— трансляцияполипептидная цепь;
посттрансляционные процессыактивная молекула белка.
Транскрипция – это процесс синтеза молекулы РНК на матрице – кодогенной нити ДНК с помощью фермента РНК-полимеразы. Инициация транскрипции происходит с присоединения РНК-полимеразы к промотору гена; во время элонгации происходит синтез цепи РНК по принципам комплементарности и антипараллельности; терминация обусловлена встречей РНК-полимеразы со стоп-кодоном. В результате транскрипции у прокариот образуется зрелая и-РНК, у эукариот – незрелая про-РНК.
Процессинг – это совокупность всех событий, направленных на образование зрелой стабилизированной и-РНК из про-РНК (и-РНК должна быть способна выполнять функцию матрицы при трансляции и быть защищенной от разрушающего действия специфических ферментов цитоплазмы): отщепление концевых участков первичного транскрипта; кэпирование; полиаденилирование, сплайсинг, метилирование.
В результате процессинга у эукариот образуется зрелая и-РНК.
Трансляция – это процесс сборки полипептидной цепи, происходящей в цитоплазме на рибосомах на основании программы, содержащейся в и-РНК.
Основные этапы трансляции:
1)Инициация.
2)Элонгация.
3)Терминация.
Посттрансляционные процессы: в результате трансляции получается полипептидная цепь, которая соответствует первичной структуре белка. В таком виде белок не может выполнять свои функции. Следовательно, посттрансляционные процессы необходимы для приобретения белковой молекулой активной структуры:
-отщепляется формилметионин, который выполнял функцию затравки при трансляции;
-формирование вторичной, третичной или четвертичной структуры белка.
3)Классификация генов: репрессированные, дерепрессированные, конститутивные, регулируемые.
Геном организма любого биологического вида содержит:
1)репрессированные гены – это большая часть (90%) генов, находящаяся в неактивном состоянии;
2)дерепрессированные гены– около 10% генов, которые активно транскрибируются.
Среди дерепрессированной части генома различают: а) конститутивные гены; б) регулируемые гены.
Генетическими факторами регуляции транскрипции генов являются:
- гены-регуляторы – определяют синтез белков-регуляторов, способных в активном состоянии соединяться с генами-операторами;
- гены-операторы – они включают или выключают транскрипцию структурных генов, в зависимости от наличия или отсутствия связи с белком-регулятором.
Негенетические факторы регуляции транскрипции структурных генов:
- эффекторы – это вещества небелковой природы, расщепляемые или синтезируемые в клетке при участии различных ферментов.
В зависимости от того, как эффектор воздействует на активность генов, различают:
O индукторы, включающие транскрипцию генов;
O корепрессоры, выключающие транскрипцию генов.
4)Регуляция экспрессии генов у прокариот. Теория оперона.
Изучение регуляции экспрессии генов на стадии транскрипции у прокариот привело к созданию в 1961 г. модели оперона (Жакоб и Моно).
Оперон – это тесно связанная последовательность структурных генов, определяющих синтез группы ферментов для какой-либо одной цепи биохимических реакций и регулирующаяся как единое целое.
В состав оперона входят: промотор, ген-оператор, структурные гены, терминатор.
Работой всего оперона управляет белок-регулятор, который синтезируется на гене-регуляторе (расположен на некотором расстоянии от оперона) и может присоединяться к гену-оператору, блокируя его.
Особенностью прокариот является транскрибирование и-РНК со всех структурных генов оперона (полицистронная и-РНК), а затем она разрезается на фрагменты, соответствующие матрицам для синтеза отдельных ферментов.
Начало функционирования лактозного оперона Escherichia coli обусловлено появлением в клетке индуктор – лактозы, выключение – расщеплением молочного сахара и высвобождением белка-репрессора.
5)Регуляция экспрессии генов у эукариот.
Так как процесс реализации наследственной информации у эукариот многоступенчатый (транскрипция, процессинг, трансляция, посттрансляционные процессы) и растянутый во времени, то регуляция тонкой работы генов осуществляется на каждом из этапов:
1)На этапе транскрипции:
- Транскриптон – единица регуляции активности гена.
- Наличие множества генов-регуляторов, синтезирующих большое количество белков-регуляторов. Такие гены располагаются в разных частях генома.
- Наличие генов-регуляторов, ускоряющих (энхансеры) и тормозящих (сайленсеры) транскрипцию.
- Наличие генов-регуляторов, которые могут управлять несколькими генами, оказывая различные эффекты.
- Индукторами транскрипции чаще всего выступают гормоны.
- Наличие гистонной регуляции – потеря связи ДНК с гистоном Н1 инициирует транскрипцию.
2)На этапе процессинга:
- Альтернативный сплайсинг.
- Интроны могут кодировать фермент (матюраза), который вырезает интроны и сшивает экзоны, следовательно, отвечает за правильность сплайсинга.
3)На этапе трансляции:
- На стадии инициации возникает блок, препятствующий связи и-РНК—т-РНК—формилметионин. В результате транскрипция не происходит.
4)На этапе посттрансляционных процессов:
- Активной формы молекулы белка не образуется.
6)Антимутационные свойства генетического материала.
К биологическим антимутационным механизмамотносят: диплоидность генотипа, двойная спираль ДНК, вырожденность генетического кода, блокада редупликации ДНК, экстракопирование генов, репарация ДНК (фоторепарация, эксцизионная; дорепликативная, пострепликативная, репликативная).
Существуют мутации, которые нарушают восстановление поврежденных участков ДНК (пигментная ксеродерма, анемия Фанкони, атаксия-телеангиэктазия).
Дополнительные материалы:
Биологические молекулы
Похожие статьи:
-
Посттрансляционные процессы. 1 страница
В ходе предыдущих этапов реализации наследственной информации обеспечивается синтез пептидной цепи, которая в большинстве случаев начинается с…
-
Посттрансляционные процессы. 4 страница
Тератогенные факторы среды.Факторы среды, способные вызвать нарушение развития, уродства, называются тератогенами (гр. teras — чудовище, урод). В разные…
-
Посттрансляционные процессы. 5 страница
Основные компоненты гомеостаза. Клеточный и молекулярно-генетический уровни. Клетка является сложной биологической системой, которой присуща…