Посттрансляционные процессы → активная молекула белка.

      Комментарии к записи Посттрансляционные процессы → активная молекула белка. отключены

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: